發(fā)布時(shí)間：2017-10-16 10:06

  本文關(guān)鍵詞：離子液體催化醛胺縮合反應(yīng)制備氮雜環(huán)化合物

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【摘要】：氮雜環(huán)化合物是有機(jī)化學(xué)中極其重要的一類雜環(huán)化合物,以其獨(dú)特的性能和特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于化工、藥物、生物等領(lǐng)域,研究各種氮雜環(huán)化合物的合成具有十分重要的意義。目前,合成氮雜環(huán)化合物使用的催化劑和溶劑主要是一些易揮發(fā)性有毒試劑和強(qiáng)腐蝕性的無機(jī)酸等,嚴(yán)重污染了環(huán)境。離子液體的快速發(fā)展,使其不僅可以作為有效的溶劑,還可以作為高效可循環(huán)使用的綠色催化劑促進(jìn)氮雜環(huán)化合物的合成。論文主要制備了一系列離子液體,并將其應(yīng)用在醛胺縮合反應(yīng)中,催化氮雜環(huán)化合物的合成。設(shè)計(jì)合成了酸性功能化離子液體1-十二烷基-3-丙磺酸基咪唑硫酸氫鹽[C3SO3HDoim]HSO4,并通過1HNMR,13CNMR,IR,MS,元素分析等進(jìn)行了表征,產(chǎn)率83.9%。論文考察了咪唑型、己內(nèi)酰胺型、季銨鹽型離子液體在氮雜環(huán)化合物四氫-咪唑并[4,5-d]咪唑-2,5-二酮(甘脲),2,5,7,9-四氮雜雙環(huán)[4.3.0]壬酮-8和六芐基六氮雜異伍茲烷(HBIW)合成中的應(yīng)用。結(jié)果表明,咪唑型離子液體[C3SO3HDoim]HSO4催化性能最好,可循環(huán)利用率高,分別提出了離子液體催化的可能反應(yīng)機(jī)理。在優(yōu)化的反應(yīng)條件下,三種氮雜環(huán)化合物：甘脲,2,5,7,9-四氮雜雙環(huán)[4.3.0]壬酮-8和HBIW的產(chǎn)率分別高達(dá)95%,89%,81%。制備了五種酸性離子液體,用于催化芳醛、脲(硫脲)、環(huán)戊酮三組份的Biginelli-type反應(yīng),合成一系列嘧啶酮類衍生物。結(jié)果表明,離子液體[C3SO3HDoim]HSO4能夠有效催化該縮合反應(yīng)的進(jìn)行,且離子液體可以循環(huán)使用7次,催化性能依舊良好。芳醛、脲(硫脲)、環(huán)戊酮三組份的投料比為2：1：1,離子液體[C3SO3HDoim]HSO4相對于芳醛用量為10mol%,優(yōu)化條件下,嘧啶酮產(chǎn)率可達(dá)80～96%;還提出了離子液體催化嘧啶酮化合物的可能反應(yīng)機(jī)理。制備了四種咪唑型中性離子液體[EMIM][BF4], [BMIM][BF4], [EMIM][PF6], [BMIM][PF6],用于催化氮雜環(huán)化合物二并哌嗪、三并哌嗪、2-苯基苯并咪唑的合成。結(jié)果表明,[BMIM][PF6]能有效促進(jìn)二并哌嗪的合成,產(chǎn)率高達(dá)93%；[BMIM][BF4]能有效催化三并哌嗪的合成,產(chǎn)率可提高到63%；超聲波輻射下,[BMIM][PF6]催化2-苯基苯并咪唑的產(chǎn)率高達(dá)98%。最后,提出了離子液體催化下,三種氮雜環(huán)化合物的反應(yīng)機(jī)理；考察了離子液體的循環(huán)使用性能。
【關(guān)鍵詞】：離子液體 催化 合成 氮雜環(huán)化合物 醛胺縮合反應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O626
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-23
• 1.1 氮雜環(huán)化合物概述10-12
• 1.2 離子液體概述12-16
• 1.2.1 離子液體的發(fā)展概況12
• 1.2.2 離子液體的合成方法12-14
• 1.2.3 離子液體的功能化14-16
• 1.3 離子液體在有機(jī)合成反應(yīng)中的應(yīng)用16-19
• 1.3.1 離子液體應(yīng)用于縮合反應(yīng)16-17
• 1.3.2 離子液體應(yīng)用于其他反應(yīng)17-19
• 1.4 離子液體體系中制備氮雜環(huán)化合物的研究進(jìn)展19-21
• 1.4.1 咪唑型離子液體中氮雜環(huán)化合物的合成19-20
• 1.4.2 季銨鹽型離子液體中氮雜環(huán)化合物的合成20-21
• 1.5 論文選題意義與研究內(nèi)容21-23
• 1.5.1 選題意義21-22
• 1.5.2 研究內(nèi)容22-23
• 2 酸性離子液體催化多氮雜環(huán)化合物的合成23-38
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器23-25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分25-28
• 2.2.1 酸性離子液體的制備25-27
• 2.2.2 多氮雜環(huán)化合物的合成27-28
• 2.3 結(jié)果與討論28-37
• 2.3.1 四氫-咪唑并[4,5-d]咪唑-2,5-二酮的工藝優(yōu)化28-32
• 2.3.2 2,5,7,9-四氮雜雙環(huán)[4.3.0]壬酮-8的工藝優(yōu)化32-34
• 2.3.3 六芐基六氮雜異伍茲烷的工藝優(yōu)化34-37
• 2.3.4 離子液體的循環(huán)利用37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 3 酸性離子液體催化Biginelli-type反應(yīng)制備嘧啶酮類化合物38-53
• 3.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器38-39
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分39-40
• 3.2.1 離子液體的制備39
• 3.2.2 嘧啶酮類化合物的合成39-40
• 3.3 結(jié)果與討論40-52
• 3.3.1 苯甲醛、環(huán)戊酮、脲三組份反應(yīng)的工藝優(yōu)化40-43
• 3.3.2 芳醛、環(huán)戊酮、脲三組份反應(yīng)的工藝優(yōu)化43-47
• 3.3.3 芳醛、環(huán)戊酮、硫脲三組份反應(yīng)的工藝優(yōu)化47-50
• 3.3.4 離子液體的循環(huán)使用50-51
• 3.3.5 離子液體催化Biginelli-type反應(yīng)的機(jī)理探討51-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 4 中性離子液體催化氮雜環(huán)化合物的合成53-68
• 4.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器53
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分53-55
• 4.2.1 中性離子液體的制備53-54
• 4.2.2 氮雜環(huán)化合物的合成54-55
• 4.3 結(jié)果與討論55-67
• 4.3.1 二并哌嗪的工藝優(yōu)化55-59
• 4.3.2 三并哌嗪的工藝優(yōu)化59-62
• 4.3.3 超聲波促進(jìn)下2-苯基苯并咪唑的工藝優(yōu)化62-66
• 4.3.4 離子液體的循環(huán)利用66-67
• 4.4 本章小結(jié)67-68
• 5 結(jié)論68-70
• 5.1 論文結(jié)論68
• 5.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)68-69
• 5.3 展望69-70
• 致謝70-71
• 參考文獻(xiàn)71-77
• 附錄77-90
• 附錄A：攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文77-78
• 附錄B：部分產(chǎn)物譜圖78-90

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