（有机化学专业论文）含吡唑母环杂环化合物的合成与表征.pdf

广西大学学位论文原创性声明和学位论文使用授权说明 学位论文原创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是在导师指导下完成的，研究工作所取得的成果和相 关知识产权属广西大学所有。除已注明部分外，论文中不包含其他人已经发表过的研究 成果，也不包含本人为获得其它学位而使用过的内容。对本文的研究工作提供过重要帮 助的个人和集体，均已在论文中明确说明并致谢。 论文作者签名：王韬丽 学位论文使用授权说明 劾辟月2 - e t 本人完全了解广西大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即： 本人保证不以其它单位为第一署名单位发表或使用本论文的研究内容； 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本； 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务； 学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文； 在不以赢利为目的的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 请选择发布时间： 锄p 时发布口解密后发布 ( 保密论文需注明，并在解密后遵守此规定) 论文作者签名：王艳丽导师签名：2 互黪谈洲。年 ，月l e l 含吡唑母环杂环化合物的合成与表征 摘要 席夫碱类化合物因合成相对容易，可以灵活的选择带有羰基的不同醛 和酮与各种胺类进行反应，并且若改变连接的取代基，改变给予体原子的 本性及位置，可开拓出许多性能不同，结构多变的配体。其配合物具有优 越的热力学稳定性和动力学惰性特点，因此这类配体及配合物在在医药、 催化、分析化学、高分子化学、电化学等方面表现出许多新颖的性能，而 成为当今化学界非常活跃的课题之一。 生物化学和药物化学方面的研究证明，杂环化合物特别是含氮杂环化 合物有生物活性高、环境相容性好、作用标靶新颖等特性，是化学工作者 在研制农药和医药创制中的热点之一。由活性含氮杂环化合物的结构特征， 本文根据活性基团拼接原理，采用分子设计和药效团合理拼接等方法，我 们将吡唑环引入吡啶、噻吩环，合成了2 类7 个含吡唑母环的杂环化合物， 他们分别是：2 ，5 双( 5 甲基3 一甲酸乙酯基1 吡唑基1 一羰基) 噻吩，2 ，5 一双 ( 5 甲基3 苯基一1 吡唑基1 羰基) 噻吩，2 ，5 - 双( 3 一苯基5 甲酸乙酯基1 吡唑 基1 一羰基) 噻吩，2 ，5 双( 5 一苯基一3 一吡唑基一1 h 一吡唑) 噻吩，2 ，6 双( 5 甲基3 一 甲酸乙酯基1 一吡唑基1 羰基) 吡啶，2 ，6 。双( 5 甲基3 苯基1 吡唑基1 羰基) 吡啶，2 ，6 - 双( 5 苯基3 甲酸乙酯基1 吡唑基1 羰基) 吡啶，2 ，6 双( 5 苯基 3 吡唑基一1 h 吡唑) 吡啶，2 ，6 - 双( 5 甲酸乙酯基3 吡唑基1 h - 1 1 比唑) 吡啶，并 分别采用了1 h - n m r 、1 3 c - n m r 、红外光谱、质谱和元素分析来表征。 关键词：席夫碱吡唑杂环合成 i i s y n t h e s i sa n dc h a r a c t e r i z a t i o no fh e t e r o c y c l i c c o 口o u n dsc o n t a d n gp y raz o l em o i e t i e s a bs t r a c t s c h i f fb a s ec o m p o u n d sc a nb ep r e p a r e dr e l a t i v e l ye a s i l yb yt h er e a c t i o no f av a r i e t yo fd i f f e r e n ta m i n e sa n da l d e h y d e sa n dk e t o n e sw i t hd i f f e r e n tc a r b o n y l g r o u p s m o r e o v e r , i f t h es u b s t i t u t e n tc o n n e c t i o no rt h en a t u r ea n dt h el o c a t i o no f e l e c t r o n - d o n a t i n gg r o u p sc h a n g i n g ，m a n yl i g a n d s w i t hd i f f e r e n tn e w p e r f o r m a n c e sa n dv a r i e dc o n f i g u r a t i o n s w i l lb eo b t a i n e d t h ec o o r d i n a t i o n c o m p o u n d s w i t hs c h i f fb a s e c o m p o u n d s a s l i g a n d s h a v ee x c e l l e n t t h e r m o d y n a m i cs t a b i l i t ya n d k i n e t i ci n e r t i a t h e r e f o r e ，t h e i ra p p l i c a t i o n so ft h i s l ( i n do fl i g a n d sa n dc o o r d i n a t i o nc o m p o u n d ss h o w e di nm e d i c i n e ，c a t a l y s i s ， a n a l y t i c a lc h e m i s t r y ，p o l y m e rc h e m i s t r y ，e l e c t r o c h e m i s t r y ，a n do t h e ra s p e c t s h a v eb e e np a i dm u c hm o r ea t t e n t i o nt oa n dh a v eb e e nb e c o m eo n eo ft h ea c t i v e s t u d i e si nc h e m i c a lf i e l d a c c o r d i n gt ot h er e s e a r c h e s o fb i o c h e m i s t r ya n dm e d i c i n a lc h e m i s t r y , h e t e r o c y c l i cc o m p o u n d s ，e s p e c i a l l yn - h e t e r o c y c l i cc o m p o u n d sh a v e b e e n b e c o m eo n eo ft h es t u d yt o p i c sa n dh a v eb e e nah o t p o tb yc h e m i c a lw o r k e r si n t h er e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n to fp e s t i c i d e sa n dm e d i c i n a lc h e m i s t r yf o rt h e i r h i 曲b i o l o g i c a l a c t i v i t i e s ，b e t t e re n v i r o n m e n t a lc o m p a t i b i l i t i e sa n dn o v e l i n t e r a c t i n g - t a r g e tp r o p e r t i e s d e r i v e d f r o mt h es t r u c t u r a lf e a t u r eo f i i i n - h e t e r o c y c l i cc o m p o u n d sa n dt h ep r i n c i p l eo fr a t i o n a lm o l e c u l ed e s i g n i n ga n d c o m b i n a t i o no fp h a r m a c o p h o r e ，w ew i l li n t r o d u c ep y r a z o l er i n gi n t ot h e h e t e r o c y c l i cc o m p o u n d si n c l u d i n gt h i o p h e n er i n g o r p y r i d i n er i n g n i n e h e t e r o c y c l i cc o m p o u n d so ft w o k i n d sh a v e b e e ns y n t h e s i z e d n l e ya r e 2 ，5 d i ( 5 一m e t h y l 一3 一f o r m y l e t h o x y c a r b o n y l 一1 一p y r a z o l y l 一1 一c a r b o n y l ) t h i o p h e n e ，2 , 5 一 d i ( 3 一m e t h y l 一5 - p h e n y l - 1 - p y r a z o l y l 一1 - c a r b o n y l ) t h i o p h e n e ， 2 , 5 一d i ( 3 一m e t h y l - 5 一 e t h o x y c a r b o n y l 一1 一p y r a z o l y l 一1 一c a r b o n y l ) t h i o p h e n e ，2 ，5 一b i s ( 5 一p h e n y l 一1h - p y r a z o l e 一3 - y 1 ) t h i o p h e n e , 2 ，6 一d i ( 5 一m e t h y l 一3 - f o r m y l e t h o x y c a r b o n y l 一1 一p y r a z o l y l 一1 一c a r b o n y l ) p y r i d i n e ，2 , 6 - d i ( 5 一m e t h y l 一3 一p h e n y l 一1 一p y r a z o l y l 一1 一c a r b o n y l ) p y r i d i n e ，2 , 6 一 d i ( 5 一p h e n y l 一3 一f o r m y l e t h o x y c a r b o n y l - 1 - p y r a z o l y l 一1 一c a r b o n y l ) p y r i d i n e ， 2 , 6 一b i s ( 5 一p h e n y l 一1h - p y r a z o l - 3 一y 1 ) p y r i d i n e ，2 , 6 - b i s ( 5 一f o r m y l e t h o x y c a r b o n y l - 1h - p y r a z o l e 一3 一y 1 ) p y r i d i n e k e yw o r d s ：s c h i f fb a s e s ；p y r a z o l e ；h e t e r o c y c l i cc o m p o u n d ；s y n t h e s i s i v 目录 摘要i a b s t r a c t 一i 第一章前言1 1 1s c h i f f 碱及其配合物1 1 1 1s c h i 妇碱及其配合物概述1 1 1 2s c h i 妇f l i 或类化合物及其配合物的应用。2 1 2s c h i f f 碱类化合物的缩合反应机理6 1 3 吡唑类化合物的应7 1 3 1 用作杀虫剂、杀螨剂和除草剂。7 1 3 2 用作杀菌剂8 1 4 研究课题简介9 1 4 1 课题来源9 1 4 2 本论文的主要工作9 第二章3 ，5 二取代1 h 吡唑的合成与表征1 0 2 1 吡唑类化合物的一般合成方法一1 0 2 1 1p 二酮或a ，p 。不饱和酮与肼关环反应。1 0 2 1 2 由b 一氧代硫羧酸酯与肼的反应1 3 2 1 3 共轭二烯或烯炔与肼的反应13 2 1 4 由2 ，3 一二氢吡唑【3 ，2 - b 嗯唑作为中间体来合成1 3 2 1 5 利用v i l s m c i c r - h a a k 反应合成吡唑类化合物1 3 2 2 实验部分1 4 2 2 1 仪器与试剂1 4 2 2 2 合成部分l5 2 2 - 3 结果与讨论1 7 第三章2 ，5 一双( 3 ，5 二取代一1 吡唑基) 噻吩与2 ，6 一双( 3 ，5 - 1 8 二取代一1 吡唑基) n i t 啶的合成与表征。1 8 3 1 仪器与试剂18 3 1 1 仪器1 8 3 1 2 试剂l8 3 1 3 无水苯的制备1 8 v 3 1 4 绝对无水甲醇的制备1 8 3 2 合成部分2 0 3 2 1 2 ，5 双( 3 ，5 二取代一1 吡唑基一l 一羰基) 噻吩合成2 0 3 2 22 ，6 双( 3 ，5 - - 取代一1 吡唑基1 羰基) 吡啶的合成2 2 3 2 3 合成路线二及合成过程2 4 3 3 酰氯与吡唑衍生物的酰化反应机理的探讨2 6 3 4 本章小结2 7 第四章吡啶双吡唑与噻盼双吡唑类化合物的合成2 8 4 1 仪器与试剂2 8 4 1 1 仪器2 8 4 1 2 试剂2 8 4 1 3 绝对无水甲醇的制备2 8 4 1 4 苯的除杂2 8 4 2 合成路线2 9 4 32 ，5 双( 5 一苯基3 一吡唑基1 h 吡唑) 噻吩的合成3 0 4 3 1 2 ，5 噻吩二甲酸二甲酯的制备3 0 4 3 22 ，5 一二苯甲酰乙酰基噻吩的制各3 0 4 3 3 2 ，5 双( 5 苯基3 吡唑基1 h 吡唑) 噻吩的合成3 0 4 4 实验结果讨论_ 31 4 4 12 ，5 二苯甲酰乙酰基噻吩的合成条件的优化3 1 4 4 2 结果讨论一3 3 4 5 2 ，6 双( 5 一苯基3 一吡唑基一1 h 吡唑) 吡啶的合成3 3 4 5 1 2 ，6 - 双( 5 一苯基3 一吡唑基一l h 一吡唑) 吡啶的合成路线3 3 4 5 22 ，6 一二苯甲酰乙酰基吡啶的合成3 4 4 5 3 2 ，6 - g 叹( 5 苯基3 一吡唑基一l h 吡唑) 吡啶的合成3 4 4 5 4 一锅煮合成2 ，6 一双( 5 苯基3 吡唑基1 h 吡唑) 吡啶3 4 4 6 2 ，6 双( 5 。甲酸乙酯基3 吡唑基1 h 吡唑) 吡啶3 5 4 6 1 2 ，6 - 9 2 ( 5 甲酸乙酯基3 吡唑基1 h 吡唑) 吡啶合成路线3 5 4 6 22 ，6 一吡啶二甲酸二乙酯的制备3 5 4 6 32 ，6 二乙酰吡啶的合成的制备3 5 4 6 4 2 ，6 - 9 2 ( 5 一甲酸乙酯基3 吡唑基1 h 吡唑) 吡啶的合成3 6 4 7 本章小结3 6 第五章结论3 7 参考文献3 8 致谢4 8 v i 附录4 9 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录6 1 v 含吡唑4 9 - 环杂环化合物的合成- - 7 表征 1 1s c h i 行碱及其配合物 第一章前言 1 1 1s c h i f f 碱及其配合物概述 h s c h i 一1 1 在1 8 6 4 年首先发现在一定条件下伯胺与活泼羰基化合物会发生缩合反 应，形成一类含有甲亚胺基荽充= n 科限l ，r 2 ，r 3 分别为烷基，h ，环己基，芳香基 或杂环) 的化合物，这类化合物通常被称为s c h i f f 碱。然而许多学者经常把形成缩合反应 产物中含有：歹c 2 n 一者称之为席夫碱，事实上也有把含酰胺基团的称为s c h i 蹴。s c h i f f 碱在化学文献中常以不同的名称出现，除了s c h i 行碱外，还有亚胺( i m i n e s ) ，亚甲胺 ( a z o m t h i n c s ) 。 一个多世纪以来，s c h i f 城类化合物已经是化学工作者关注的热门课题之一，国内 外许多学者不断开展本领域的研究工作且已有大量的关于s c h i 蹴类化合物的研究报 道，特别是在其合成、结构及应用等方面均有引人注目的进展。s c h i 蹴类化合物长期 以来一直受到重视有其内在原因。从结构上分析是s c h i 妇碱类化合物含有歹c 5 n 一结构， 其n 原子上由于有孤对电子，所以均可被各种功能基团取代使其衍生化，通过各种胺类 与带有羰基的不同的醛、酮反应，从而灵活的选择反应物，改变连接的取代基给予体原 子的本性及位置，即能开拓出许许多多从链状到环合，从单齿到多齿，结构多变、性能 完全不同的s c h i a 碱配体【2 】，如单齿席夫碱、双齿席夫碱、多齿席夫碱、不对称席夫碱、 异双核席夫碱等，因此上s c h i 蹴不但有化学上和生物学上的重要意义，而且在配位化 学中也占有非常重要的地位。 s c h i 妇嘁最开始研究的大部分是缩胺类、氨基酸类以及氨基酸脂类。但是近些年来， 人们开始转向含噻吩，吡唑、吡啶等含有杂环的新型材料合成的s c h i 蹴及其配合物。 由于这类s c h i f f 碱化合物具有很多方面的用途，例如抗菌、抗癌、抗病毒活性1 3 - 9 ，对这 类化合物的合成、筛选、性质等的研究成为近年来的热点之一。1 9 3 1 年p f e i f f c r 等【l o 】首先 合成了s 咖蹴的配合物。上世纪七十年代化学工作者发现其配合物具有生物活性【1 1 1 3 】 以来这个领域的研究也是近年来的热点之一【1 4 】。s c h i f 蹴的结构易修饰且与金属离子配 为能力强，所以这类配体不仅仅能和过渡元素形成配合物，和镧系、锕系还有部分主族 元素也能形成稳定的配合物。这类配合物在生物化学、催化、分析化学、立体化学、电 1 含毗唑母环杂环化合物的合成与褒征 化学、材料、光谱学、分子自组装、超分子化学、核化学、化工等领域都具有重要意义 0 5 - 3 4 1 o 1 1 2s c h i f f 碱类化合物及其配合物的应用 1 1 2 1 生物活性 多年的研究发现，一些s c h i f f 碱化合物具有独特的抗菌、抗癌、除草等生物活性【3 5 1 。 而其配合物由于具有更好的脂溶性和细胞穿透性，所以它的抗菌谱更广，且不易产生耐 药性，拥有更好的医药价值。上世纪六十年代，h gp e t e 面g 等【3 q 详细研究了 b i s ( t h i o s e m i c a r b a z o n e s ) 及相关化合物的抗癌活性，证明了3 乙氧基一2 氧代丁醛基双缩氨 基硫脲( 缩写为h 2 k t s ) 是通过形成铜的配合物后才被激活的，提供了关于金属配合物具 有明显的抗癌活性的第一个权威性的资料。金属配合物作为一类没有开发的抗肿瘤药物 具有实用性和潜在的重要性这一事实达成共识是在1 9 6 5 年美国的b r o s e n b e r g e 等发现 顺铂( i d 具有非常高的化学治疗癌症的效果【3 7 1 。从上世纪八十年代以来，吴自慎等系统 的研究了s c h i f 蹴配合物的合成、表征及抗癌活性。体外抗癌活性实验表明，一些s c h i f f 碱配合物对艾氏腹水癌和喉癌等有不同的抑制作用。k e r i ms e r b e s t 等【3 8 】合成了n 一苄基 - 【l 一( 2 噻吩基) 乙缩醛】- 肼一二硫代甲酸钠( s b 2 a t p ) 和n - 苄基【l 一( 3 噻吩基) 乙缩醛】肼- 二硫 代甲酸钠( s b 3 a t p ) 及其c u ( i i ) 、c o ( i i ) 、z n ( i i ) 、c d ( i i ) 的金属配合物，并对选定的病原 体和癌细胞进行生物活性试验。试验结果表明，配体及其配合物对胸腺癌和雌激素受体 阳性细胞有很好的药理活性。王善恒等3 明把制得的缩胺硫脲 1 ( 2 一嘧啶基) 哌嗪- 4 基 甲硫 酰 1 ( 2 嘧啶基) 丁撑】肼进行抗肿瘤生物活性体外筛选试验。发现这两个化合物对人肝癌 s m m c 7 7 2 1 细胞和人结直肠癌c o l 0 2 0 5 细胞具有强体外增殖抑制作用，其i c 5 0 均小于1 p m 0 1 l - 1 。p a d h y e s 等【4 0 1 认为缩氨硫腺可以稳定t o p o li i d n a 配合物，从而导致癌细胞 死亡。胡惟孝等【4 h 2 】联系到常用的抗菌药氟哌酸可看成n 一单取代的哌嗪衍生物，将哌嗪 酸导入到缩氨基硫脲中，试验结果证明部分化合物有优良的抗癌活性。 国内对s c h i 蹴及其金属配合物的抗菌性研究也做了大量工作，并且获得了丰硕的 成果。张欣等h 3 1 制成了1 0 个含1 ，2 ，4 三唑和噻吩环的s c h i 蹴类化合物对水稻纹枯病 菌和苹果轮纹病菌的抑制效果都非常好。于文锦1 4 4 等试验发现双席夫碱配体n ，n 双【( 1 苯基3 甲基5 氧4 吡唑啉基) 2 一噻吩次甲基】乙二亚胺( h p m t h p ) 2 e n 形成配合物后抗菌 作用明显增强( 活性提高3 0 1 0 0 ) 。李锦州等【4 5 】也报道了1 苯基3 甲基4 ( 2 噻吩甲酰基) 吡唑啉酮5 缩b 丙氨酸与稀土金属形成配合物后抗菌作用增强( 活性提高2 8 6 6 ) 。另 外，郑启升1 4 6 1 、毕思伟m 、柳英翠h 8 - 4 9 等在这方面也做了大量工作。 2 含毗唑母环杂环化合物的合成与表征 另外，有些s c h i 碱化合物及其金属配合物对超氧离子具有清除作用；有些还可作 为除草剂。医学临床发现，在生物体内，超氧阴离子自由基( 0 2 3 过多或清除遇阻，会引 发多种疾病如炎症、衰老以及癌变等。因此超氧阴离子自由基清除剂的研究越来越受到 关注。祝心德等【5 0 】合成- j 3 ，4 - - 羟基苯甲醛缩氨基脲及其c u ( i i ) 、z n ( n ) i e 合物，经过 试验研究发现，合成的化合物有较好的生物活性，均对超氧自由基( 0 5 - ) 有一定的抑制作 用，且其活性功能与s o d 相似，只是清除超氧自由基的机理待深入研究。华中师范大学 的何秀英等【5 1 】以焦没食子酸作产生0 2 的试剂对过渡金属邻甲氧基苯甲醛丙氨酸席夫碱 配合物进行了抗0 2 。性能的研究，发现只有铜配合物有较强的抑制作用，经过邻甲氧基苯 甲醛丙氨酸席夫碱铜配合物与d n a 作用的电子光谱和荧光光谱试验表明，该化合物与 d n a 发生了一定的作用。马敬中等【5 2 】经过实验发现二氮氧化喹喔啉甲醛席夫碱对油菜和 稗草作用都较弱，而苯环临位有供电子基的s c h i f t 碱，对稗草致死作用明显，5 0 0m g l _ 1 浓度时的株防效可以达n 5 0 - - 一8 0 。 1 1 2 2 催化活性 s c h i 删可用作某些特定反应的催化剂，这一魅力引起世界化学工作者极大的兴趣。 国内外已经研究过的s c h i 蹴催化反应很多，如催化烯烃聚合反应、不对称合成反应、 烯烃的环氧化、异构化反应和仿生氧化作用等【5 3 - 5 8 1 。 1 9 6 6 年，日本的n o y o r i 研究小组首先发现手性s c h i f 蹴与铜( i i ) 形成的配合物能催化 不对称合成，但其e e 值只有1 0 。直至1 1 9 8 0 年k a t s u k i 掣5 9 - 6 0 l 成功的进行了烯丙醇c = c 不 对称环氧化反应，对手性s c h i 蹴的过渡金属配合物的合成及其在催化c = c 不对称环氧 化反应中的应用才受到化学工作者的关注。s h i n y ak a n o 等【6 l l 报道了手性s c h i 蹴稀土配 合物催化d i e l s a l d e r 反应( 图1 1 ) 。实验证明，l 1 的稀土配合物( 2 5t 0 0 1 ) 在_ 4 2 。c 的c h 3 c n 溶剂内催化不对称d i e l s 舢d e r 反应有很高的立体选择性和中等光学选择性。b o 骶蛳等【6 2 】 利用水杨醛和羟基水杨醛的n is c h i 蹴配合物催化p 酮酯与乙烯基酮的m i c h a e l 加成反 姒6 + q 孓酞n 夕 t n ( o t f ) 3 l p n = ( 1 3 ) 孓酞n 参孓酞n 夕 图1 1m i c h a e l 加成反应 f i g 1 - 1 m i c h a e la d d i t i o n 3 挈一彳孓一 含毗唑母环杂环化合物的合成- - 7 表征 应。在国内，侯甲子【6 3 】设计并合成了一系列四齿席夫碱钴催化剂，并且系统研究了从空 间结构和电子效应方面该催化剂的结构对c 0 2 ：p o 共聚反应的影响。并且在此基础上提出 高活性双功能聚合催化体系的设计规律，从而优化出c 0 2 和p o 的不对称区域和立体选择 性交替共聚反应的高效催化体系。刘蒲等【删确定了壳聚糖席夫碱钯催化剂催化对碘代苯 ( p h d 与丙烯酸乙酯( e a ) 偶联生成反式肉桂酸乙酯反应的最佳反应条件。该催化剂可以循 环使用。此外，王长风【6 5 1 、杜文硎、奚祖威【6 7 1 、刘卫嘲等也在这方面做了大量的工作。 人们对s c h i f t 碱配合物的仿酶催化活性也进行了研究【6 9 。7 0 】。 1 1 2 3 分析化学领域 在分析化学领域，许多s c h i 喊用来检测、鉴别金属离子，并通过荧光分析、光度 分析和色谱分析等手段的帮助达到对某些金属离子的定量分析，这是由s c h i 蹦含有共 轭双键的结构特点决定的。国内外已经合成出一系列显示良好荧光性能的s c h i f 蹴， s c h i f 】碱类试剂占整个荧光分析试剂的11 3 1 7 1 1 。廖见培等【倒发现水溶性锰s c h i 蹴配合 物可以作为一种新型的荧光探针，应用在d n a 的分析测定。g i r o u s i l 7 3 利用芳香胺与甲醛 生成s c h i 蹴，然后通过测其荧光性来确定甲醛的存在，这在环境科学中有重要意义。 b a l a c h a n d r a n u n n i n “7 4 1 也把甲醛作为荧光探针，应用在蛋白质微量检测上，效果非常 好，该研究在医学上有很高的应用价值。李锦州等【_ 7 5 】合成新型s c h i 蹴n ，n 双【( 1 一苯基 - 3 甲基5 氧吡唑啉基) a 呋喃次甲基】萃取剂，并用于反相纸色谱中分离稀土离子。 1 1 2 4 其他用途 由于氧载体主要作为工业生产中有机物催化剂、纯氧的制造、空气的分离、金属的 防腐和果蔬保鲜，而s c h i f f 碱类金属配合物原料易得，在配合物中引入适当的衍生物基 团容易，合成条件比较简单，产率高，且能经过研磨直接合成固相氧载体，反应比较完 全，后处理简单等优点，近年来成为人们关注的人工氧载体研究的热点。秦圣英等 7 6 1 研究了冠醚的s c h i 臼f 碱一钴配合物的氧加合性能，研究发现冠醚化后的s c h i 白碱钴配合物， 有利于双氧加合物的形成与稳定，并且冠醚的特有的空间构型会增大分子体积，有阻碍 分子二聚失活的可能。山东大学的姜海辉等【7 7 】合成、表征了以水杨醛、邻香兰素与1 ， 3 一丙二胺及邻苯二胺缩合s c h i 蹴钴( i i ) 配合物，考察了温度、配体碱性及配体结构对配 合物载氧性能的影响。李建章等【7 8 1 合成了3 种安息香双s c l l i 妇嘁钴配合物，并考察了氧 合反应温度、配体结构对配合物二氧亲和性的影响，这对于在常温常压下实现空气中0 2 的分离、富集有重大意义。配合物结构如图1 2 ： 4 广西大掣墉页士掌位论文含吡唑母环杂环化合物的合成与表征 & 忿重碧 r = - ( c h 2 ) 2 c o l l r - ( ch 2 ) 4 。 c o l 2 r = g c 。l 3 r = 兮c h 2 3 0 0 ( 2 3 2 3 4 2 ，5 - 习2 ( 3 一甲基5 苯基一1 一吡唑基1 羰基) 噻吩( l 1 ) 的制备 称取2 og2 ，5 噻吩二甲酰肼 j i i a 1 5 0m l9 5 的乙醇，加热使其溶解，再滴加含3 2 2 g1 一苯甲酰丙酮的1 0 0m l 乙醇溶液，加完后，继续回流6h ，反应结束后旋出过量乙醇， 冷却，析出沉淀，抽滤，再用体积比为1 ：1 的二氯甲烷和无水乙醇混合溶剂重结晶得无 色针状晶体2 ，5 - 双( 3 甲基5 苯基1 吡唑基- l 一羰基) 噻吩( l 1 ) ，产率6 7 ，表征同路线 一o 3 2 3 5 2 ，5 - 习2 ( 3 苯基- 5 - 甲酸乙酯基1 吡唑基一l 一羰基) 噻吩( l 2 ) 的合成 同法得无色晶体2 ，5 - 双( 3 一苯基5 甲酸乙酯基1 一吡唑基一1 一羰基) 噻吩( l 2 ) ，产率5 5 ， 表征同合成路线一。 2 5 广西大掌硕士掌位论文含吡唑母环杂环化合物的合成与表征 3 2 3 6 2 ，5 - 刃2 ( 5 甲基3 甲酸乙酯基- 1 一吡唑基- 1 一羰基) 噻吩( l 3 ) 的合成 同法得无色块状晶体2 ，5 - 习2 ( 5 甲基3 一甲酸乙酯基一1 - 吡唑基一1 一羰基) 噻吩( l 3 ) ，产率 3 0 2 ，表征同合成路线一。 3 2 3 7 2 ，6 - 习2 ( 5 甲基3 甲酸乙酯基1 吡唑基1 羰基) 吡啶( l 6 ) 的合成 同法得无色晶体2 ，6 - 双( 5 甲基一3 - 甲酸乙酯基1 一吡唑基1 羰基) 吡啶( l 6 ) ，表征同合 成路线一。 3 3 酰氯与吡唑衍生物的酰化反应机理的探讨 本实验合成反应投料比按物质的量1 ：l ，由于甲苯限卖，选用苯作溶剂，用三乙胺 作缚酸剂，反应过程中生成的三乙胺盐酸盐在非极性溶剂苯中不溶，可用过滤的方法除 吡唑有两个共振异构体，结构可以发生上图所示异构化，氢质子在两个氮原子之间 发生迁移，从理论上讲，氮酰化产物有上述两个异构体，一些关于氮酰化的文献也证实 了这一尉7 】，但是我们在实验过程中只得到一种产物，并且通过1 hn m r 、i r 、m s 等 无法确定其具体反应位置。从空间的障碍影响因素可知，i i 的位阻比较小，利于发生酰 化反应，得到u 的优势酰化产物。对于形成产物l 2 、l 3 、l 6 、l 7 另一个原因可能是因 为氢在i 位的氮原子上时，可以和酯基上的氧形成氢键，在三乙胺的作用下，形成的氮 负离子与相邻的羰基上的氧原子有相互排斥作用，所以氮酰化反应的优势酰化结构是 i i ，如下图所示。w 色nl i r o n g 1 1 8 】在相关吡唑的酰化反应中也证实了此现象的存在。 h 、 6 弧 e t 0 c i 秽乓 姒。银一i o e t o e t 。一一。 o 日 广西大掌硕士学位论文含毗唑母环杂环化合等勿的合a t 与表征 葶q 乓c 声c 弋户 似o毋一e t u c l 。秘一。 3 4 本章小结 o b t m ( 1 ) 利用活性基团拼接原理，用上章合成的3 ，5 - - - 取代1 h 一吡唑在用苯作溶剂，三 乙胺作缚酸剂条件下合成了3 个2 ，5 双( 3 ，5 二取代1 吡唑基一l 一羰基) 噻吩与3 个2 ，6 - 双( 3 ， 5 一二取代1 吡唑基一l 一羰基) 吡啶。 ( 2 ) 对氮酰化的机理进行了探讨。 2 7 广西大掌硕士掌位欲艺合毗唑母环杂环化合物的合成与表- w 第四章吡啶双吡唑与噻吩双吡唑类化合物的合成 4 1 仪器与试剂 4 1 1 仪器 实验中所用到的主要仪器见表4 1 所示。 表4 - 1 实验主要仪器 t a b l e4 - 1 e x p e r i m e n t a la p p a r a t u s 仪器名称仪器型号生产厂家 集热式磁力加热搅拌器 旋转蒸发器 循环水式真空泵 双光束分光光度计( k b r 压片) 元素分析仪 电子天平 核磁共振仪 d f 1 0 1 s r e 5 2 a s h b i i i w g h 3 0 6 p e2 4 0 0s e r i e sl i ( c h n s 模式) j y 4 0 0 1 a v6 0 0 m h z 金坛市医疗仪器厂 上海亚荣生化仪器厂 郑州长城科工贸有限公司 天津市港东科技发展有限公司 珀金埃尔默有限责任公司( 美国) 上海精密科学有限公司 瑞十b r u k e r 公司 4 1 2 试剂 实验中所用到的主要试剂见表年2 所示。 4 1 3 绝对无水甲醇的制备 见第三章3 1 4 。 4 1 4 苯的除杂 苯的除杂采用下列方法：在分液漏斗内将普通苯与相当于苯体积1 5 的硫酸一起振 荡，然后将混合液静置，分液并弃去底层的硫酸液，再重新加入新的1 5 的硫酸，像这 样重复操作一直到酸层出现无色或淡黄色，且检验无噻吩为止( 取1 0 滴苯放入小试管中， 加入1 0 滴1 5 的硫酸及1 2 滴l a , 1 3 一吲哚醌1 5 浓硫酸溶液，振荡。如显墨绿色或蓝色， 表示有噻吩存在) 。分去酸层，苯依次用水、1 0 碳酸钠溶液、水洗涤，用无水硫酸钠干 燥，蒸馏，收集8 0 的馏分。 广西大学蠕炙士掌位论文含吡唑母环杂环化合物的合成与表征 表4 2 主要试剂 t a b l e4 - 2 e x p e r i m e n t a lr e a g e n t s 试剂名称 规格 生产厂家 2 ，5 噻吩二甲酸a r进口分装 2 ，6 吡啶二甲酸 a 进口分装 金属钠 c p 上海少云电器化工厂 无水氯化钙a 风 上海化学试剂站中心化工厂 甲醇 d m s o 无水甲醇 8 0 水合肼 石油醚( 6 0 9 0 c ) 苯乙酮 浓h c i 浓h 2 s 0 4 变色硅胶 苯 p 一吲哚醌 冰醋酸 石油醚( 6 0 - 9 0 ) 乙酸乙酯 a i 乙 a r a r a r a r a i 乙 a 凡 a r a r c p a r a 1 乙 a r 广东光华化学厂有限公司 天津市福晨化学试剂厂 广东光华化学厂有限公司 天津市化学试剂一厂 广东光华化学厂有限公司 中国医药集团上海化学试剂公司 广东光华化学厂有限公司 广东光华化学厂有限公司 青岛海洋化工有限公司 广东光华化学厂有限公司 进口分装 广东光华化学厂有限公司 广东光华化学厂有限公司 广东光华化学厂有限公司 4 2 合成路线 2 9 广西大学硕士掌位论文含吡唑母环杂环化合物的合成与表征 4 32 ，5 - 双( 5 苯基3 吡唑基一1 h - 吡唑) 噻吩的合成 4 3 1 2 5 噻吩二甲酸二甲酯的制备 2 ，5 噻吩二甲酸二甲酯的制备参考3 2 3 2 。 4 3 22 ，5 二苯甲酰乙酰基噻吩的制备 在装有机械搅拌装置的1 5 0m l 三颈烧瓶中，加入5 0m l 除杂过的无水苯、2 2g ( 1 l m m 0 1 ) 2 ，5 噻吩二甲酸二甲酯和1 0 1 2g ( 4 4m m 0 1 ) 新切的金属钠片。室温搅拌3 0m i l l ，缓 慢滴加5 2 8 5 5g ( 4 4m m 0 1 ) 溶于5 0 m l 除过杂的无水苯的苯乙酮的混合溶液，逐滴滴加，滴 加完毕后，继续搅拌，直到有大量土黄色的物质生成，然后升温至4 5 c ，反应直到金属 n a 全溶后，继续搅拌3 0m i n ，然后冰水浴冷却，抽滤，固体用石油醚洗涤3 次，然后用 蒸馏水溶解滤饼，全溶后，用1 0 0 4 盐酸酸化至p h 约为5 ，放在冰箱中陈化过夜，过滤， 滤饼用少量蒸馏水洗涤几次，抽滤，真空干燥得土黄色固体粉末，产率4 5 2 。 4 3 3 2 ，5 一双( 5 苯基3 吡唑基1 h 吡唑) 噻吩的合成 在1 0 0i n l 三颈烧瓶中加入1 1 2 8g ( 3m m 0 1 ) 2 ，5 一二苯甲酰乙酰基噻吩，再加入5 0m l 冰醋酸溶解，7 2m m o l8 0 水合肼与2 0m l 冰醋酸在冰浴中混合后，在室温下缓慢把肼 与冰醋酸的混合溶液滴加到2 ，5 二苯甲酰乙酰基噻吩与冰醋酸的混合溶液中，滴加后， 升温至8 0 ，反应6h ，浓缩，陈化，析出沉淀，过滤，滤饼用少量甲醇洗涤，得到的灰 白色晶体即为2 ，5 一双( 5 苯基3 一吡唑基一1 h 一吡唑) 噻吩，产率3 6 ，m p 3 0 0 c 。m s m z ( ) ：3 6 7 1l ( r ，1 0 0 ) 。 i r ：3 2 3 2 0c m 。1 ( n h ，吡唑环) ，1 5 9 2 0c m 1 ，1 0 6 6 0c m - 1 ( s ，c = c ，c = n ，吡啶环) ， 6 8 2 0c m 1 ，7 6 0 0c m 1 ，7 9 4 0c m 。1 ( 取代芳环，弯曲振动) 1 h ( 溶剂d m s 0 d 6 ，t m s 为内标) 6 ：1 3 3 7 1 3 4 5 ( 2 h ，m - 0 ，7 4 7 8 ( 1 0 h ，苯 环) ，7 1 7 4 ( 2 h ，吡唑环) ；1 3 c - n m r ( 1 5 0 m h z ，d m s o d 6 ) 6 ：1 4 6 8 7 ( c 5 ，吡唑环) ， 1 4 3 4 2 ( c 2 ，c 5 ，噻吩环) ，1 3 5 3 0 ( c 3 ，吡唑环) ，1 2 8 9 5 - 1 2 8 2 3 ，1 2 4 0 2 ( 苯环) ，1 2 5 1 1 ( c 3 ， c 4 ， 噻吩环) ，9 9 3 8 ( c 4 ，吡唑环) 。 a n a l e a l c d