TBAI催化的苯甲醛与四氢吡喃DHC反应研究
摘 要
在众多的酯类化合物中，α-酯基醚占据了非常重要的地位，广泛应用于医药、有机合成中。这种合成砌块广泛存在于青蒿素分子中，青蒿素（artemisine）是中国发现的第一个被国际公认的天然药物，是新型的抗疟药物。
本课题的目的是开发一种高效的合成这种结构单元的催化剂，并探讨这种催化体系的适用范围，对TBAI催化的苯甲醛与四氢呋喃的脱氢偶联反应DHC反应的优化条件进行详细地筛选研究。
通过实验我们可以确定最佳反应条件为：苯甲醛1mmol,四氢呋喃30mmol,四丁基碘化铵0.2mmol,过氧叔丁醇4mmol（70%的水溶液），在80℃下30小时，产率为83.64%；对甲基苯甲醛1mmol,四氢呋喃40mmol,四丁基碘化铵0.2mmol,过氧叔丁醇4mmol（70%的水溶液），在85℃下26小时，产率为90.06%；对甲氧基苯甲醛1mmol,四氢呋喃40mmol,四丁基碘化铵0.2mmol,过氧叔丁醇4mmol（70%的水溶液），在75℃下20小时，产率为93.14%；苯甲醛1mmol,四氢吡喃30mmol,四丁基碘化铵0.2mmol,过氧叔丁醇4mmol（70%的水溶液），在80℃下28小时，产率为87.36%。对产物进行1H-NMR分析，确定产物为α-酯基醚。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:TBHPTBAI脱氢偶联反应α-酯基醚
目 录
1. 前 言 1
1.1 绿色化学 1
1.2 偶联反应简介 1
1.3 不同催化剂催化的偶联反应 2
1.3.1 金属催化的偶联反应 2
1.3.2 非金属催化的偶联反应 3
1.4 TBAI/TBHP作用下的氧化偶联反应的优势 7
1.5 本论文研究的意义及目标 7
2. 实验部分 8
2.1 药品与仪器 8
2.1.1 主要药品及物理性质 8
2.1.2 仪器 9
2.2 实验内容 9
2.2.1 苯甲醛与四氢呋喃的脱氢偶联反应 9
2.2.2对甲基苯甲醛与四氢呋喃的脱氢偶联反应 10
2.2.3 对甲氧基苯甲醛与四氢呋喃的脱氢偶联反应 12
2.2.4 苯甲醛与四氢吡喃的脱氢偶联反应 13
2.2.5 α-酯基醚及其衍生物的结构表征 14
3. 结果与讨论 15
3.1 苯甲醛与四氢呋喃的脱氢偶联反应条件的优化 16
3.1.1 反应温度对产率的影响 16
3.1.2 反应时间对产率的影响 17
3.1.3 反应物摩尔比对产率的影响 18
3.2对甲基苯甲醛与四氢呋喃的脱氢偶联反应条件的优化 19
3.2.1 反应温度对产率的影响 19
3.2.2 反应时间对产率的影响 20
3.2.3 反应物摩尔比对产率的影响 21
3.3 对甲氧基苯甲醛与四氢呋喃的脱氢偶联反应条件的优化 23
3.3.1 反应温度对产率的影响 23
3.3.2 反应时间对产率的影响 24
3.3.3反应物摩尔比对产率的影响 25
3.4苯甲醛与四氢吡喃的脱氢偶联反应条件的优化 26
3.4.1反应温度对产率的影响 26
3.4.2 反应时间对产率的影响 27
3.4.3 反应物摩尔比对产率的影响 28
3.5反应产物的结构表征 29
3.5.1 反应产物tetrahydrofuran-2-yl benzoate的核磁共振氢谱 29
3.5.2 反应产物tetrahydrofuran-2-yl 4-methylbenzoate的核磁共振氢谱 30
3.5.3 反应产物tetrahydrofuran-2-yl 4-methoxybenzoate的核磁共振氢谱 31
3.5.4反应产物tetrahydro-2H-pyran-2-yl benzoate的核磁共振氢谱 32
4. 结论 34
参考文献 35
致 谢 36
1. 前 言
1.1 绿色化学
绿色化学[1]是一门具有明确的社会需求和科学目标的新兴交叉学科。绿色化学是用化学的技术和方法消灭或减少对人类健康、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂在生产过程中的使用。绿色化学的主要特征是“原子经济”[2]，即，完全在新材料的采集到的过程中使用单独的原子在反应物和实现“零排放”。从环境观点来看，它是从源头上消除污染；从经济角度看，它是资源和能源的合理利用，降低生产成本，在与经济可持续发展的要求。
原子经济性（Atom economy）是指原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物[3]。它是由Trost在1991年首先提出的。理想的原子经济性反应时指原料分子中的原子百分之百地转化为产物，不产生副产物或废物，实现废物的零排放（Zero emission）。
在1998年出版的《绿色化学理论和实践》一书中，p.Anastas和J.Warner则概括了绿色化学的原则为：使用无害安全溶剂，尽力提高原子利用率，降低成本，开发新型催化剂进行无害化学合成。
目前,绿色化学已成为当前化学研究的热点和前沿,而且是21世纪化学发展的重要方向之一。因此,绿色化学是发展生态经济和工业的关键,是实现可持续发展战略的重要组成部分。“绿色化学”这一概念就在这种背景下提出来了，绿色化学中的反应物及反应过程应具有以下特点：①采用无毒、无害的原料。②在无毒、无害的反应条件（催化剂、溶剂）下进行。③具有原子经济学，即反应具有高度选择性，极少的副产物，甚至实现“零排放”。④产品应是环境友好的[4]。
1.2 偶联反应简介
偶联反应[5]（Coupling reaction）是两个化学实体（或单位）结合生成一个分子的有机化学反应。
在有机合成中，构建C-X(X=C，O，N，S,etc．)键具有重要的意义。传统有机合成中，C—O的构建通常是用威廉姆斯反应来构建的，而C-C键则是通过过渡金属催化的方法把两个功能化的底物进行偶联来形成[6]。
偶联反应在有机合成化学中有着极为重要的作用，是合成各种材料，药物分子的重要手段，广泛应用于生物、化工、医药等诸多领域。为人类社会的进步做出了不可磨灭的贡献。然而，当有机化学的福利惠及全世界时，人类也不得不为其所带来的危害买单，对人们健康带来的危害日趋严峻，严重破坏与污染地球的生态环境。因此，在高度发展的现代社会，生态环境的保护，促进人与自然的和谐发展是非常必要的。
1.3 不同催化剂催化的偶联反应
1.3.1 金属催化的偶联反应
偶联反应中最常用的金属催化剂是钯催化剂[6]，有时也使用镍与铜催化剂。
Wurtz-Fittig反应是1855年由法国化学家Wurtz和德国化学家Fittig发现的，是一种重要的制备烷基芳烃方法。
Glaser偶联反应[7]是Glaser在1869年发现的，他发现末端炔烃在亚铜盐、碱以及氧化剂作用下，可以形成二炔烃化合物。例如：
Ullmann 偶合反应是有机合成中构建碳—碳键最重要的方法之一。Ullmann偶合反应通常是利用铜作为催化剂, 催化卤代芳烃发生偶合反应生成联苯及其衍生物。一般反应式为：
Heck反应是形成新的C—C键的重要合成反应，由Heck在1972年首先发现，是近些年催化化学和有机化学的重点研究对象。
Suzuki反应是在碱性介质中发生的交叉偶联反应，形成不对称联苯化合物。例如：
Fukuyama偶联反应是硫代羧酸酯（RS-COR）在Pd催化下可以与有机锌试剂进行交叉偶联反应，得到酮化合物。该反应的优点是产物中不会产生叔醇。
现代有机合成一直致力于寻找如何高效、高选择地构建C-C键，探索这样一条新的合成路线，将极大的提高合成效率，对于当代有机合成的发展具有非常高的应用价值和理论意义。一些经典的合成反应，例如亲核加成、亲核取代、Friedel-Crafts反应等，在有机化学合成史上拥有不可磨灭的作用和意义。然而，这些传统的构建C-C键的方法都有一定的局限性，那就是需要对原料底物进行官能团化。
2003年，交叉脱氢偶联（CDC）的概念最先被McGill大学的李朝军教授提出，他认为不同反应底物中的C-H键在氧化的条件下可以发生交叉偶联[8]反应形成C-C键。（图1）
图-1
原文链接：http://www.jxszl.com/hxycl/yyhx/6336.html
