对硝基苯甲醛席夫碱衍生物的高温水合成与性质研究

重庆理工大学毕业论文 对硝基苯甲醛席夫碱衍生物的高温水合成与性质研究I摘要席夫碱是指含有活泼羰基和氨基的两类物质通过缩合反应形成的含有 C=N基一类有机化合物。其中氮原子上有弧对电子，使席夫碱具有重要的化学和生物意义，在医学领域、催化领域及功能材料等方面有广泛应用。而相比席夫碱传统合成方法的高耗能，高污染，利用高温水的高扩散系数和强溶解性对化合物进行合成的水热合成具有高效简便、节能环保、副产物少、易提纯等诸多优点。本文利用对硝基苯甲醛和邻氨基苯酚通过高温水合成法合成对硝基苯甲醛席夫碱衍生物。通过改变温度或者时间等反应条件，合成对硝基苯甲醛席夫碱衍生物，研究不同因素对席夫碱衍生物产率的影响。并通过核磁共振（ 1H-NMR）和傅立叶红外光谱（FT-IR）确定了产物的结构，然后利用紫外吸收光谱（UV-Vis）及荧光光谱测试了产物的性质。由此完成对产物的高温水合成与性质研究。关键词：对硝基苯甲醛；席夫碱衍生物；高温水合成；红外光谱重庆理工大学毕业论文 对硝基苯甲醛席夫碱衍生物的高温水合成与性质研究IIAbstractSchiff base is a type of organic compounds containing C=N group formed by condensation reaction of two kinds of substances containing reactive carbonyl group and amino group. The nitrogen atom has an arc on the electron, which makes the base of the chemical and biological significance. Is widely used in the field of medicine, catalysis and functional materials etc. And compared with the high energy consumption and high pollution of the traditional synthesis method of the Schiff base, the hydrothermal synthesis of compounds with high diffusion coefficient and strong solubility of high temperature water has many advantages, such as high efficiency, simple, energy saving, environmental protection, less byproduct, easy purification and so on. In this text, we will use p-nitrobenzaldehyde and o-amino phenol by high temperature hydrothermal synthesis to synthetise the derivatives of p-nitrobenzaldehyde Schiff base.By changing the reaction conditions, such as temperature or time, to synthetise the derivatives of p-nitrobenzaldehyde Schiff base, study on the effects of different factors on the yield of Schiff Base Derivatives .The structure of the product was determined by nuclear magnetic resonance (1H-NMR) and Fu Liye infrared spectroscopy (FT-IR), and the properties of the products were measured by ultraviolet absorption spectroscopy (UV-Vis) and fluorescence spectra.Then,high temperature synthesis and properties of the product were studied.Keywords: p-nitrobenzaldehyde;schiff base derivatives;high temperature water synthesis;infrared spectrum重庆理工大学毕业论文 对硝基苯甲醛席夫碱衍生物的高温水合成与性质研究III重庆理工大学毕业论文 对硝基苯甲醛席夫碱衍生物的高温水合成与性质研究目录摘要Abstract 第一章 绪论 11.1.1 席夫碱的结构及表征技术 11.2 席夫碱及其配合物的分类 11.2.1 缩胺类席夫碱 21.2.2 缩酮类席夫碱 21.2.3 缩氨基脲类或含硫类席夫碱 21.2.4 腙类席夫碱 21.2.5 氨基酸类席夫碱 21.2.6 水杨醛类席夫碱 21.2.7 氮杂环类席夫碱 21.2.8 其他类 31.3 席夫碱及其金属配合物的制备方法 31.3.1 水热合成法 31.3.2 直接合成法 重庆理工大学毕业论文 对硝基苯甲醛席夫碱衍生物的高温水合成与性质研究31.3.3 分布合成法 31.3.4 逐滴合成法 31.3.5 模板合成法 31.4 席夫碱的性质及其应用41.4.1 在生物化学方面 41.4.2 在医学方面 51.4.3 在催化方面 51.4.4 在分析化学方面 61.4.5 在金属防腐蚀方面 61.4.6 在光致变色方面 61.4.7 在功能材料方面 71.5 本文研究内容 7第二章 席夫碱的制备与表征 82.1 实验部分 82.1.1 实验试剂与实验仪器82.1.2 席夫碱的制备92.1.3 合成路线102.1.4 测试与表征10重庆理工大学毕业论文 对硝基苯甲醛席夫碱衍生物的高温水合成与性质研究重庆理工大学毕业论文 对硝基苯甲醛席夫碱衍生物的高温水合成与性质研究2.2 数据处理与分析112.2.1 不同条件合成的席夫碱的产率分析112.2.2 席夫碱核磁共振表征分析122.2.3 席夫碱红外光谱表征分析162.2.4 席夫碱紫外光谱表征分析172.2.5 席夫碱荧光光谱表征分析18第三章 结论20致谢 21参考文献 22重庆理工大学毕业论文 对硝基苯甲醛席夫碱衍生物的高温水合成与性质研究0第一章 绪论席夫碱主要是指含有亚胺或甲亚胺基团（RC=N）的一类有机化合物，通常是由含有活泼羰基的化合物和伯胺缩合而成 1。德国化学家 Hugoschiff 在1864 年首次用水杨醛、苯胺和铜离子合成席夫碱。席夫碱具有良好的配位化学性能，表现出了优异的抗菌、抗癌、除草等生物活性及特殊的光、电、磁等物理材料性能，近年以来引起了化学家们广泛研究的兴趣 2。而席夫碱亚胺基上的氮原子具有弧对电子，对各种金属离子的中心具有较高的配位性能，亚胺基本身所具有的生理活性也在生物、医学等领域被广泛研究和应用。1.1 席夫碱的结构及表征技术席夫碱的合成是由伯胺和活性羰基化合物经过加成、重排、消去等过程的一种缩合反应。合成路线如下：上述反应中，负电子氮原子进攻羰基上的羰原子，由此出现并形成过渡态中间体。碳原子的电子轨道由 sp2 杂化轨道变为 sp3 杂化轨道，化学键的键角也由 120变为 109.5。且过渡态中间体的取代基的体积变小，空间位阻变小，化学反应更容易进行。碳原子的正电性在 R1、R2 为吸电子基团的时，便会增强，羰基化合物能更稳定地与伯胺结合，使反应速率加快。可以通过核磁共振谱图（ 1H NMR）确定 H 的种类和比例等测试目标产物的结构表征；通过傅立叶红外光谱（FT-IR）分析所得产物所具有的化学官能团，进一步验证目标产物结构。通过紫外光谱（UV-Vis ）和荧光光谱进行辅助分析，测试产物所具有的特征性质。1.2 席夫碱及其配合物的分类席夫碱的种类很多，从其齿位数的多少可以分为单齿、二齿及多齿配体 3；根据不同的参与反应的特性基团可以分为缩胺类、缩酮类、氨基酸类等。下面重庆理工大学毕业论文 对硝基苯甲醛席夫碱衍生物的高温水合成与性质研究1介绍几种参与反应的不同特性基团的席夫碱。1.2.1 缩胺类席夫碱缩胺类席夫碱具有抗癌、抗菌、抗病毒生物活性及其他方面的化学性质。由二醛与二胺发生聚合或由氨基羰基化合物聚合得到的聚合类席夫碱 4，是良好的金属配体，具有优良的半导体性能，还能被用为一些化学反应的催化剂。1.2.2 缩酮类席夫碱缩酮类席夫碱由酮类化合物和氨基化合物缩合而得。1.2.3 缩氨基脲类或含硫类席夫碱含硫类席夫碱硫原子将缩氨基脲类席夫碱中的羰基中的氧原子取代后与胺类化合物反应得到的一类席夫碱，此类席夫碱及其配合物具有优异的抗癌、抑菌等生理活性。1.2.4 腙类席夫碱腙类席夫碱由肼类化合物和羰基化合物缩合反应而成，在抗肺结核、抗细菌和病毒传染等医学领域有广泛的应用 5。1.2.5 氨基酸类席夫碱是由氨基酸类化合物与胺类化合物合成的一类席夫碱及其金属配合物，具有独特的生理活性。氨基酸的亲水性及其特殊结构让此类席夫碱金属配合物不仅具有良好的抑菌、抗肿瘤、抗病毒性，而且还有高效、低毒、副作用小的优点，在医学领域有重要研究价值。1.2.6 水杨醛类席夫碱水杨醛类席夫碱与金属配体缩合得到的配合物具有较好的抗菌性，也容易于得到与其相应的配体。1.2.7 氮杂环类席夫碱氮杂环类席夫碱金属配合物具有独特的性能。芳香烃杂环类席夫碱配体的金属配合物在金属材料、半导体材料、光敏材料、催化剂、合成大分子化合物、常温超导材料等领域有广泛应用。重庆理工大学毕业论文 对硝基苯甲醛席夫碱衍生物的高温水合成与性质研究21.2.8 其他类现如今，随着科学技术的进步和新方法的开发研究，一些酚类、呋喃类、非环多醚类等新型材料的席夫碱配合物被大量合成，其溶解性、稳定性、均衡性也在被进行研究。1.3 席夫碱及其金属配合物的制备方法1.3.1 高温水合成法在高压反应釜中将反应原料与适量水混合，置于水的亚临界或超临界温度下，使高温水具有高扩散系数和强溶解性，从而使反应高效、简便地进行。减压降温后，获得初步产物，进行重结晶，提高产物纯度。此方法用水作介质，无需催化剂，简便高效、绿色环保，副产物少且易于分离提纯。1.3.2 直接合成法在一定条件下，将伯胺、活泼羰基化合物及金属离子按合适的比例混合后，在设定好的条件下直接产生反应获得对应的席夫碱金属配合物。用这种方法合成的产物的产率较高，但是反应中的参与成分较复杂，而且有一些副产物产生，不利于得到目标产物，也不易于提纯。1.3.3 分步合成法这种方法通常要分为两步进行，第一步是先生成席夫碱，即将伯胺类化合物与活泼羰基化合物进行合成反应，然后对