苯并咪唑及其衍生物的合成及反应机理研究

发布时间：2017-09-28 21:21

  本文关键词：苯并咪唑及其衍生物的合成及反应机理研究

  更多相关文章： 苯并咪唑衍生物 催化合成 Fe(NO_3)_3·9H_2O CuCl_2 L-脯氨酸

【摘要】：苯并咪唑类化合物是一种含有两个氮原子的杂环化合物。由于其结构特性、生理功效、反应活性和优良的配位性能而具有多种生物生理活性。苯并咪唑及其衍生物具有驱虫、杀菌、抗癌等药理学功效,同时在高能量密度化合物、高性能复合材料、金属防腐蚀、感光材料等诸多领域也有广泛应用,因此,苯并咪唑类化合物的合成具有重大的现实意义。其合成途径一般有两种。一是采用邻苯二胺与羧酸及其衍生物为合成原料；二是采用邻苯二胺与醛为合成原料。但是这两种方法都有各自的局限性。前者需要在强酸和高温的条件下进行,后者需要加入化学计量的(NH4)2S2O8, H2O2等氧化剂。本课题组在原有合成方法的基础上进行探究,开发出两种新的合成方法,并对这两种合成方法的反应机理进行了探讨。本文分别探究了利用亚胺和邻苯二胺、腈和邻碘苯胺为原料制备苯并咪唑的合成方法,并就合成条件和反应机理进行了深入探究。首先,探究了利用铁催化氧化亚胺和邻苯二胺生成苯并咪唑的合成方法。对以邻苯二胺和亚胺为原料合成苯并咪唑的反应条件进行了优化。结果表明,以Fe(NO3)3·9H2O为催化剂,乙腈为溶剂,在80℃下反应10h,可以获得良好收率。其次,探究了利用铜催化腈和邻碘苯胺的分子内环化生成苯并咪唑的合成方法。对以腈和邻碘苯胺为原料合成苯并咪唑的反应条件进行了优化。结果表明,以CuCl2为催化剂,L-脯氨酸为配体,Cs2CO3和KOH为碱,H2O和DMSO为溶剂,在100℃条件下反应24 h,可以得到较高的反应收率。最后,探讨了两种方法的反应机理。在以亚胺和邻苯二胺为原料合成苯并咪唑及其衍生物的反应中,其反应过程可分为三步：第一步是亚胺和邻苯二胺氧化缩合生成席夫碱；第二步是席夫碱与邻苯二胺上另一氨基发生亲核加成生成苯并咪唑啉；第三步苯并咪唑啉氧化脱氢生成目标产物苯并咪唑。而在以腈和邻碘苯胺为原料合成苯并咪唑及其衍生物的反应中,其反应过程也可分为三步：第一步是腈的水解生成酰胺；第二步是酰胺与2-碘苯胺的缩合；第三步是中间体的分子内成环反应。
【关键词】：苯并咪唑衍生物 催化合成 Fe(NO_3)_3·9H_2O CuCl_2 L-脯氨酸
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O626.23
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 苯并咪唑的概述10-14
• 1.2 苯并咪唑的合成进展14-18
• 1.2.1 以邻苯二胺与羧酸及羧酸衍生物为原料的合成进展14-17
• 1.2.2 以邻苯二胺和醛为原料的合成进展17-18
• 1.2.3 以芳基脒或芳基胍为原料的合成进展18
• 1.3 课题研究的内容及选题意义18-20
• 2 亚胺和邻苯二胺为原料合成苯并咪唑20-35
• 2.1 引言20
• 2.2 实验部分20-29
• 2.2.1 仪器与试剂20-21
• 2.2.2 反应原料亚胺的制备21-25
• 2.2.3 苯并咪唑及其衍生物的合成步骤25-27
• 2.2.4 苯并咪唑及其衍生物的结构表征27-29
• 2.3 结果与讨论29-34
• 2.3.1 反应条件的优化29-31
• 2.3.2 底物取代基的影响31-34
• 2.4 本章小结34-35
• 3 腈和邻碘苯胺为原料合成苯并咪唑35-47
• 3.1 引言35
• 3.2 实验部分35-40
• 3.2.1 仪器与试剂35-36
• 3.2.2 苯并咪唑及其衍生物的合成步骤36-38
• 3.2.3 苯并咪唑及其衍生物的结构表征38-40
• 3.3 结果与讨论40-45
• 3.3.1 反应条件的优化40-43
• 3.3.2 底物取代基的影响43-45
• 3.4 本章小结45-47
• 4 反应机理的研究47-57
• 4.1 亚胺和邻苯二胺为原料合成苯并咪唑的反应机理47-52
• 4.1.1 引言47-48
• 4.1.2 仪器与试剂48-49
• 4.1.3 中间体的捕捉49
• 4.1.4 中间体的结构表征49-50
• 4.1.5 结果与讨论50-51
• 4.1.6 反应机理图51-52
• 4.2 腈和邻碘苯胺为原料合成苯并咪唑的反应机理52-56
• 4.2.1 引言52-53
• 4.2.2 仪器与试剂53-54
• 4.2.3 中间体的捕捉54
• 4.2.4 中间体的结构表征54-55
• 4.2.5 结果与讨论55-56
• 4.2.6 反应机理图56
• 4.3 本章小结56-57
• 5 结论57-59
• 5.1 结论57
• 5.2 论文创新点57-58
• 5.3 本课题的发展方向58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-67
• 硕士期间发表论文67-68
• 附录68-84

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