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三聚氯氰催化的有机化学反应

作　者: 张鹏
导　师: 张占辉
学　校: 河北师范大学
专　业: 有机化学
关键词: 三聚氯氰 有机催化剂 苯并吡喃衍生物 烷基胺基萘酚衍生物 氧杂蒽酮化合物
分类号: O621.25
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


有机催化剂在有机合成中有着广泛的应用,它能够改善反应条件使一些原本不能或不容易进行的反应可以在简便、温和的条件下进行,因而促进了合成化学的迅速发展。发展新的具有原子经济、反应条件温和、、高选择性的合成方法是未来有机合成研究的热点之一。近几年人们对环境的关注和有机转变中对绿色环保、高效的有机催化剂需求的增加,对有机催化剂研究越来越感兴趣。当前,2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪(简称TCT,三聚氯氰),由于它是一种价格便宜,性质比较稳定、易处理的试剂,所以它被广泛的应用于有机合成领域。该论文是在查阅大量文献的基础上,详细探究了有机小分子催化剂—三聚氯氰(TCT)在有机合成中的新应用。首先,根据反应基本类型综述了三聚氯氰作为有机小分子催化剂在有机合成中的应用。三聚氯氰的反应主要涉及加成反应、氧化反应、还原反应、环化反应、重排反应、官能团的保护等。用环境友好的反应介质代替一般性的有机溶剂进行反应,更符合绿色环保的要求,即使如此,仍不可避免地引入诸如回收等一系列后续处理等问题,因此,最好的策略是不使用任何反应介质。所以在无溶剂条件下的反应更符合绿色化学的要求,它可以减少溶剂带来的回收、处理和污染等问题。进行无溶剂的反应还可能成为解决催化剂在催化过程中的效率问题的有效途径之一。我们继续在前人应用环保,经济的三聚氯氰作为催化剂的基础上,用取代水杨醛和1,3-环己二酮在无溶剂一锅煮的条件下,成功的合成出了苯并吡喃衍生物。方法催化剂用量少、适用范围广、反应时间短,操作简便。采用IR和~1H NMR对大部分化合物进行了结构表征。在1,3-位具有胺基和含氧官能团的化合物,经常被发现在具有生物活性的天然产物中。此外烷基胺基萘酚是一种重要的有机合成中间体。用醛、2-萘酚、酰胺或尿素通过多组分在Lewis或Br(?)nsted酸催化下缩合能够合成烷基胺基萘酚。然而在已有文献的报道中存在着诸如:反应时间长,试剂昂贵,产率低,试剂具有腐蚀性,强酸性等,或者需要附加的微波,超声波的条件。氧杂蒽酮类化合物具有广泛的药理活性和生理活性,如抗过敏作用、抗发育不良、抗癌活性、抗菌和用于治疗糖尿病、过敏性气管炎等,因此得到许多有机化学家和药物化学家的关注。此外,它是合成其它杂环化合物的重要中间体,它还是许多天然产物的基本结构单元。因此氧杂蒽酮类化合物的合成是当前研究的一个热点。传统氧杂蒽酮类化合物的合成方法是通过含活泼亚甲基的羰基化合物与醛在酸或碱催化下进行,而寻找有效的催化剂是实现该合成反应的关键。通过对一系列催化剂的筛选,发现三聚氯氰(TCT)是实现该反应最有效的催化剂。该方法适用范围广,反应对水不敏感,产率高,操作简便,反应时间短,并且在无溶剂条件下进行,消除了有机溶剂的排放,符合绿色环保的要求。我们发展了三聚氯氰的新应用,用它做催化剂在无溶剂条件下高产率的合成出了一些列的氧杂蒽酮化合物。总之,三聚氯氰(TCT)作为有机小分子催化剂在许多有机合成中表现出越来越多的优越性。虽然三聚氯氰(TCT)已应用于各种有机反应中,得到了很大程度上的发展,但继续深入的探究用三聚氯氰做催化剂的有机反应仍然是一项具有挑战性且有意义的研究课题。本论文是在总结前人的工作基础上,研究三聚氯氰(TCT)在有机合成中的新应用。此项工作的开展为寻找新方法、新试剂奠定基础和开拓道路,必将更好地促进有机合成化学的发展。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-11
第一章 前言  11-31
  1.1 导言  11
  1.2 三聚氯氰在有机合成中的应用  11-29
    1.2.1 加成反应  11-13
    1.2.2 还原反应  13-21
    1.2.3 氧化反应  21
    1.2.4 重排反应  21-22
    1.2.5 基团保护的形成  22-23
    1.2.6 环化反应  23-26
    1.2.7 其他反应  26-29
  1.3 工作设想  29-31
第二章 三聚氯氰催化合成苯并吡喃衍生物  31-44
  2.1 导言  31-38
    2.1.1 苯并吡喃的应用  31-33
    2.1.2 苯并吡喃的合成  33-38
  2.2 结果与讨论  38-41
    2.2.1 条件选择  39
    2.2.2 适用范围  39-40
    2.2.3 反应机理  40-41
  2.3 实验部分  41-42
    2.3.1 试剂和仪器  41
    2.3.2 合成操作  41
    2.3.3 未见报道的产品结构表征  41-42
  2.4 结论  42-44
第三章 三聚氯氰催化合成烷基胺基萘酚  44-60
  3.1 导言  44-54
    3.1.1 酰胺的应用  44
    3.1.2 酰胺的合成  44-54
  3.2 结果与讨论  54-57
    3.2.1 条件选择  54-56
    3.2.2 适用范围  56-57
    3.2.3 反应机理  57
  3.3 实验部分  57-58
    3.3.1 试剂和仪器  57
    3.3.2 合成操作  57
    3.3.3 未见报道的产品结构表征  57-58
  3.4 结论  58-60
第四章 三聚氯氰在无溶剂条件下催化合成氧杂蒽  60-72
  4.1 导言  60-64
    4.1.1 氧杂蒽类化合物应用  60
    4.1.2 氧杂蒽类化合物的合成  60-64
  4.2 结果与讨论  64-67
    4.2.1 条件选择  64-65
    4.2.2 适用范围  65-66
    4.2.3 反应机理  66-67
  4.3 实验部分  67-71
    4.3.1 试剂和仪器  67
    4.3.2 合成操作  67
    4.3.3 未见报道的产品结构表征  67-71
  4.4 结论  71-72
第五章 结论  72-73
  5.1 全文结论  72
  5.2 存在的不足  72-73
参考文献  73-87
附图  87-91
致谢  91-93
攻读硕士学位期间发表和待发表的论文  93

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 有机化学 > 有机化学一般性问题 > 有机化合物性质 > 化学性质、有机化学反应
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