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苯甲醛和杂芳香胺衍生物的催化氧化酰胺化反应的研究【字数:11079】

2022-11-30 19:15编辑: www.jxszl.com景先生毕设
此篇文章反应研究主题是用化学物质催化剂[PyPS]3PW12O40 ,催化苯甲醛与杂芳香胺衍生物酰胺化反应,它常被称为杂多酸类液态离子催化剂。近几年来,杂多酸类离子液体催化剂成为学者追捧的新型绿色无污染催化剂,是一种良好的溶剂。它在物理与化学性质方向拥有其它类型催化剂无法可比的优点,独特的构造与消融性是其最特殊点,使催化剂[PyPS]3PW12O40更高效、可重复使用、方便回收。本实验仅要氧化剂TBHP参与实验反应,使苯甲醛与杂芳香胺衍生物进行氧化催化和酰胺化反应。实验过程选择使用控制温度等变量的方法,通过改变用料比例、温度,不断优化实验进行所需的各项条件,从而寻出最适宜的条件,确定反应温度70℃为最佳。总结之,从苯甲醛与杂芳香胺的各种衍生物的反应情况来看,大体上产率都产生了不错的效益。其中,尤其二级胺参与的反应,在反应不易进行的条件下,最终反应产物收率也是相当可观,因此从实验可总结出这种酰胺化反应的可行性。可适用范围广泛,可实行推广。
目录
1. 引 言 1
1.1离子液体 1
1.1.1简述离子液体的概念 1
1.1.2制备离子液体的方法 1
1.1.3离子液体的发展历史 1
1.1.4离子液体应用与研究 2
1.2杂多酸 2
1.2.1简述杂多酸的概念 2
1.2.2杂多酸的构成结构 3
1.2.3制备杂多酸的方法 4
1.3杂多酸类离子液体的发展与应用 5
1.4酰胺键 5
1.4.1酰胺类化合物概念 5
1.4.2酰胺类化合物应用 6
1.4.3制备酰胺类化合物 6
1.5本文研究课题的目的及意义 9
2. 实验部分 10
2.1主要实验仪器及原料 10
2.1.1主要实验仪器 10
2.1.2主要反应原料及其物理性质 10
2.2苯甲醛与杂芳香胺衍生物的催化氧化酰胺化反应 11
2.2.1 苯甲醛与2氨基吡啶 12
2.2.2 苯甲醛与2庚基吡啶 14
2.2.3 苯甲醛与2氨基吡嗪 14
2.2.4 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072
苯甲醛与2氨基嘧啶 15
2.2.5 苯甲醛与4氨基嘧啶 15
2.2.6 苯甲醛与2氨基苯并噻唑 16
3. 实验结果与分析讨论 17
3.1分析实验数据 17
3.2分析合成波谱图 18
3.3结果讨论及总结 25
参考文献 26
致谢 28
1.引言
1.1离子液体
1.1.1简述离子液体的概念
离子液体的界说是全部由离子状态构成的液体[1]。大多情况下,它有两组离子构成,一是无机阴离子[2],二是有机阳离子[3]。这其中有机阳离子含磷或者含氮元素较多,仅是由离子参与组成的物质。通常室温或低温的情况下,这种物质以液态的形式展现,并且全部为阴离子和阳离子构成,因此,可被叫做温室离子液体,又可被叫为低温熔融盐[4]。即明确离子液体本身熔点低,其自身有不对称性的某些取代基团,使它不规则结成晶体。在生产生活中,可多见阳离子有季铵盐、咪唑盐等[5],常见阴离子有卤素。
1.1.2制备离子液体的方法
一是直接合成制备法。它首先被反应酸碱中和,并且可以合成以制备离子液体,或者可以通过季铵化反应合成。本发明的直接合成离子液体不含副产物,产品纯化方便,易于提取,合成方法经济,操作简便,优点明显。例如,通过中和反应酸碱产生离子液体四氟硼酸盐;卤化吡啶盐是由季胺化反应生成。
二是两步合成制备法。现实中许多合成离子液体的例子都是通过分步骤来完成的,即无法一步直接合成离子液体,必须通过分布合成。比如制备六氟磷酸盐。
总之,合成的离子液体应理解为不同反应物中阳离子和阴离子的组合。 该方法的实际可行性相对较高,并且涉及许多类型的离子液体。
1.1.3离子液体的发展历史
二十世纪初期,离子液体最初被人所知是浓HNO3与乙胺反应生成的硝基乙胺,但生成产物很不稳定,致使没有引起学者极大的兴趣。二十世纪中期以后,赫尔利等科学工作者在室温条件下成功合成液态离子液体,离子液体采用 N乙基吡啶反应制备[7],但实验条件不利,温度仅适合室温。相对而言比较狭窄,同时产物易和水反应,生成HCl气体。但研究离子液体的人员很少。到二十世纪八十年代初,威尔克斯等研究学者发现新种类离子液体1丁基吡啶盐,液体含有 AlCl3,但实验条件苛刻,必须在惰性气体或真空环境下继续反应。
直至十二年后,威尔克斯带领科学工作者,在离子液体相关研究有了突破进展,由反应制备出1乙基3甲基咪唑硼酸盐,并且在反应进行时,离子液体稳定性表现优良,且不受水分子干扰。此后,研究离子液体步入新道路,以至近些年离子液体的相关研究受到科学工作者欢迎。
1.1.4离子液体的应用
前言提到离子液体被称为低温熔融盐,也可称之为有机离子液体,从某些角度来看,阴离子与阳离子具有不对称性且所占空间体积较大, 而且由于温度从常温降低,导致阳离子在热运动过程中振动,破坏了一些晶体结构,所以在常温环境下, 离子液体以液态形式呈现。 离子液体表现出的特性也更加明显。绿色对环境几乎无害,且自身挥发性低,几乎等于零的蒸汽压,可在真空环境几乎无亏损反应,可循环使用。它自己的结构是特殊的,它的化学成分可以通过改变其内部阳离子和阴离子的组成来改变[9]。增加它的种类数量,从而达到拓宽反应温度环境的目的,因而液态离子液体温度适应范围大,当温度高时,挥发性不高,可以在某些高温环境下使用。其次,它在电化学中可表现出优异的导电性,可以作为优异的电解质溶液,而且在液态时它化学性质不变,溶解性不错,温度高的情况下适应性好,可加热,无气味且熔点高不易燃烧,具有优良的品质,成为近些年来研究的热点,尤其在制药工程这方面研究前景很大。在制药行业中,日本科学家研究出一种载药系统,通过这种系统可以更方便制备药物,用于抵抗炎症和作为镇痛剂。可确定离子液体在日后发展前景巨大。
1.2杂多酸
1.2.1简述杂多酸的概念
杂多酸本质上是一类含氧类多酸[10]。主体结构特殊,强度相对均匀。杂多酸作为一种新型绿色的催化剂,在结构化学、分析化学、应用化学、有机化学等方向应用广泛, 被很多科学工作者关注。
作为新型离子催化剂,它本身具备多重优点。其一是杂多酸有不错的催化活性,兼并酸性与氧化还原性质,且杂多酸温度适应范围广,相对稳定,比其它一般催化剂效果好和应用范围广一些,而且杂多酸具有高效选择性,电子与质子可以杂多酸为桥梁转移,所以它在电化学相转移方面也是一种高应用价值的催化剂。其二是杂多酸对环境几乎不会污染,可作为一种优良的环保类型的催化剂。它对机械工具、实验仪器腐蚀性很小,适合现代生产生活,完全可以取代大多对环境有污染伤害的催化剂,符合社会绿色发展的价值观,而且杂多酸在反应中起到的催化性能完全可以人为控制,极大方便构建更优的催化实验设计。 因此,酯化,缩合加成,氧化还原等有机实验反应的特性优异,已成为催化剂研究领域的研究人员的流行催化剂。

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