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电磁辐射下的Knoevenagel反应研究

作　者: 程凡圣
导　师: 夏之宁
学　校: 重庆大学
专　业: 药物化学
关键词: 电磁辐射微波红外线非热效应
分类号: O621.25
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

自20世纪90年代以来,微波化学作为一门新兴的交叉学科,得到了长足的发展。微波辅助有机合成(MAOS)已经成为有机合成领域中的一个重要分支,微波辐射也几乎被应用到所有常见的有机反应类型。微波场中的反应往往表现出反应速度快、产率高、副产物少等优点。由于微波辐射作用于化学反应体系的复杂性,关于导致这些特点的原因,学术界一直存在争议。争议的焦点在于微波是否有“非热效应”。本文分为三部分,第一部分在无外加催化剂的条件下,以DMF为溶剂,对比了微波辐射加热与常规油浴加热下芳香醛与氰基乙酸乙酯的Knoevenagel缩合反应。控制反应温度与反应时间相同,借助高效液相色谱分析,建立了产物浓度标准曲线,对比了两种加热方式下各时间点的反应产率。结果表明微波加热时产率略高于常规加热,但是严格说来,不能完全归因于微波的“非热效应”。第二部分在微波辐射下的密闭反应器中,在浓硫酸和硅胶负载ZnCl2催化下进行了2,4,6-三甲基苯甲酸与五种醇(甲醇、乙醇、异丙醇、仲丁醇、环己醇)的酯化反应,合成了一系列的芳香酸酯,产物经核磁共振氢谱及红外光谱进行了结构表征。红外线也是一种电磁波,能够按照能量匹配原则加强分子中原子间的振动及分子整体的转动,引起振动能级与转动能级的跃迁。本文第三部分初步探讨了红外辐射加热对有机反应的影响,选取了四个反应体系作为研究对象(苯甲醛在维生素B1催化下缩合制备安息香、邻甲基苯胺与丙烯酸丁酯aza-Michael缩合反应、邻氨基苯乙酮与苯甲酰肼缩合生成苯乙酮腙及苯甲酸与丁醇的酯化反应),比较了红外加热与常规加热下的反应情况。结果表明,与常规油浴加热相比,红外辐射不能促进反应的进行。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-9
1 绪论  9-24
  1.1 微波电磁辐射  9-21
    1.1.1 微波加热的理论基础  9-10
    1.1.2 微波辅助有机合成的研究进展  10-17
    1.1.3 微波加快有机反应的机理  17-21
  1.2 红外电磁辐射  21-22
    1.2.1 红外辐射简介  21
    1.2.2 红外辐射加热的理论基础  21-22
    1.2.3 红外辐射应用于有机化学反应的相关研究  22
  1.3 课题的目的和意义  22-24
2 微波辐射下Knoevenagel反应研究  24-31
  2.1 引言  24-25
  2.2 实验部分  25-27
    2.2.1 仪器和试剂  25-26
    2.2.2 产物纯品的制备  26
    2.2.3 产物标准曲线的绘制  26-27
    2.2.4 微波加热与常规加热对比  27
  2.3 结果与讨论  27-29
    2.3.1 微波加热与常规加热反应结果  27-29
    2.3.2 微波加热与常规加热下反应条件的选取与控制  29
    2.3.3 关于“非热效应”的进一步讨论  29
  2.4 小结  29-31
3 微波辅助2,4,6-三甲基苯甲酸快速酯化反应  31-36
  3.1 引言  31
  3.2 实验部分  31-33
    3.2.1 仪器与试剂  31
    3.2.2 实验方法  31-33
  3.3 结果与讨论  33-35
    3.3.1 各目标化合物结构表征  33-34
    3.3.2 分析讨论  34-35
  3.4 小结  35-36
4 关于红外辐射加速化学反应的探讨  36-47
  4.1 引言  36
  4.2 自组装红外反应系统（Figure 4.1）简介  36-37
  4.3 安息香缩合反应  37-39
    4.3.1 仪器与试剂  37-38
    4.3.2 实验方法  38
    4.3.3 结果与讨论  38-39
  4.4 β-邻甲基苯胺基丙烯酸丁酯的合成  39-41
    4.4.1 仪器与试剂  39
    4.4.2 实验方法  39-40
    4.4.3 结果与讨论  40-41
  4.5 苯乙酮腙的合成  41-43
    4.5.1 仪器与试剂  41
    4.5.2 实验方法  41-42
    4.5.3 结果与讨论  42-43
  4.6 苯甲酸与丁醇的酯化反应  43-44
    4.6.1 仪器与试剂  43
    4.6.2 实验方法  43
    4.6.3 结果与分析  43-44
  4.7 本章总结  44-47
    4.7.1 单色光的获得  44-45
    4.7.2 双层反应管的设计  45
    4.7.3 实验结果分析  45-46
    4.7.4 存在的问题  46-47
5 结论与展望  47-49
  5.1 结论  47-48
    5.1.1 Knoevenagel反应中微波“非热效应”研究  47
    5.1.2 微波辅助2,4,6-三甲基苯甲酸快速酯化反应  47
    5.1.3 红外辐射对有机化学反应影响初步探讨  47-48
    5.1.4 电磁辐射对化学反应的影响  48
  5.2 展望  48-49
致谢  49-50
参考文献  50-58
附录  58-63
  A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录  58-59
  B. 目标化合物的1HNMR图谱  59-61
  C. 目标化合物的IR图谱  61-63

电磁辐射下的Knoevenagel反应研究

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