（有机化学专业论文）新型纳米催化剂的制备及其催化的酯和磷酸酯的水解反应.pdf

摘要 首先，本文以保护的组氨酸和天冬氨酸为起始物，以乙二胺或丙二胺为连接 基团，设计并合成了四种氨基酸配体2 乙酰氨基n ( 3 氨基丙基) 丁二酸单酰胺 ( l 2 4 a ) 、2 乙酰氨基n ( 2 氨基乙基) 丁二酸单酰胺( l 2 4 b ) 、2 乙酰氨基3 ( 4 咪唑基) - n ( 3 氨基丙基) 丙酰胺( l 3 4 a ) 及2 乙酰氨基3 ( 4 咪唑基) - n ( 2 氨基乙 基) 丙酰胺( l 3 4 b ) ，它们可通过相应的氮基酸衍生物3 ( 2 乙酰氨基3 叔丁氧羰 基丙酰氨基) 丙基氨基甲酸叔丁酯( l 2 3 a ) 、2 ( 2 乙酰氨基3 叔丁氧羰基丙酰氨 基) 乙基氨基甲酸叔丁酯( l 2 3 b ) 、3 【2 乙酰氨基3 ( 1 三苯基甲基4 咪唑基) 丙酰 氨基】丙基氨基甲酸叔丁基酯( l 3 3 a ) 和3 【2 乙酰氨基3 ( 1 三苯基甲基4 咪唑 基) 丙酰氨基1 乙基氨基甲酸叔丁基酯( l 3 3 b ) 脱保护基得到。这些化合物均为未 见文献报道的新化合物，我们利用红外光谱和核磁共振氢谱对l 2 3 a 、l 2 3 b 、 l 3 3 a 和l 3 3 b 的结构进行了表征。 其次，本文采用2 6m 的硝酸为氧化剂向碳纳米管上引入羧基，接着进一步 反应使之形成酰氯，再与氨基酸配体l 2 4 a 、l 2 4 b 、l 3 4 a 及l 3 4 b 反应制备了 两种固载组氨酸纳米催化剂p 2 b 和p 3 b 及四种固载组氨酸天冬氨酸纳米催化剂 p 2 a & 3 a ，p 2 b & 3 a ，p 2 a & 3 b 和p 2 b & 3 b ，通过红外光谱、热重分析、元素分 析等手段表征了催化剂结构并测定了配体的负载率。 最后，本文研究了上述六种新型固载催化剂催化的乙酸对硝基苯酚酯的水解 反应，其中两种单氨基酸催化剂没有催化活性；而四种双氨基酸催化剂都表现出 了较好的催化活性，如p 2 b & 3 b 催化的反应在室温下4 8 h 可得到8 2 3 的转化 率。我们认为，两种氨基酸( 组氨酸和天冬氨酸) 的咪唑基和羧基间的协同作用 促进了水解反应的进行。该催化剂过滤后即可重复使用，可至少循环使用四次而 不会降低其催化反应活性。我们进一步将四种双氨基酸催化剂应用于有机农药对 硫磷的催化水解反应，但催化效果不理想，这部分研究工作尚需深入进行。 关键词：氨基酸配体 碳纳米管纳米催化剂催化水解反应 a b s t r a c t f i r s t ，f o u ra m i n oa c i dl i g a n d s ，2 - a c e t a m i d o - n - ( 3 一a m i n o p r o p y l ) b u t a n e d i o i ca c i d m o n o a m i d e ( l 2 4 a ) ，2 - a c e t a m i d o - n 一( 2 - a m i n o e t h y l ) b u t a n e d i o i c a c i dm o n o a m i d e ( l 2 4 b ) ，2 - a c e t a m i d o n - ( 3 - a m i n o p r o p y l ) 一3 - ( ih i m i d a z o l - 4 - y 1 ) p r o p a n a m i d e ( l 3 4 a ) a n d2 - a c e t a m i d o - n 一( 2 - a m i n o e t h y l ) 一3 - ( 1h i m i d a z o l - 4 一y 1 ) p r o p a n a m i d e ( l 3 4 b ) w e r e d e s i g n e da n ds y n t h e s i z e dt h r o u g ht h ed e p r o t e c t i o no fr e l e v a n th i s t i d i n eo ra s p a r t a t i c a c i d d e r i v a t i v e s ， a c - a s p ( o t b u ) - c o n h ( c h 2 ) 3 n h b o c ( l 2 3 a ) ， a c - a s p ( o t b u ) - c o n h ( c h 2 ) 2 n h b o c( l 2 3 b ) ，a c h i s ( t r t ) - c o n h ( c h 2 ) 3 n h b o c ( l 3 3 a ) a n da c h i s ( t r t ) 一c o n h ( c h 2 ) 2 n h b o c ( l 3 3 b ) a l lt h e s ec o m p o u n d sa r en e w c o m p o u n d sa n dt h es t r u c t u r e so fl 2 3 a ，l 2 3 b l 3 3 aa n dl 3 3 bw e r ed e t e r m i n e db y i ra n dl hn m r s e c o n d l y , m u l t i w a l lc a r b o nn a n o t u b e s ( m w n t s ) w e r ef u n c t i o n i z e du s i n g2 6m h n 0 3 ，s o c l 2a n dt h ea m i n oa c i dl i g a n d sl 2 4 a , l 2 4 b l 3 4 aa n dl 3 4 bi nt u r n ，a n d t w oh i s t i d i n en a n o c a t a l y s t sp 2 b ，p 3 b f o u rh i s t i d i n e a s p a r t i ca c i dn a n o c a t a l y s t s p 2 a & 3 八p 2 b & 3 a ，p 2 a & 3 b p 2 b & 3 bw e r ep r e p a r e d t h es t r u c t u r e sa n dt h e l o a d i n gr a t i oo ft h el i g a n d so ft h e s en o v e ln a n o c a t a l y s t sw e r ed e t e r m i n e db yi r , t g a a n de l e m e n ta n a l y s i s f i n a l l y , t h eh y d r o l y s i sr e a c t i o n so f4 - n i t r o p h e n y ia c e t a t ew e r ep e r f o r m e di nt h e e x i s t e n c eo ft h ea b o v en a n o c a t a l y s t s t h et w om o n o a m i n oa c i dc a t a l y s t ss h o w e dn o r e a c t i v i t yw h i l et h ef o u rd i - a m i n oa c i dc a t a l y s t sa l lw o r k e dw e l l f o re x a m p l e 8 2 3 y i e l dw a so b t a i n e du s i n g8 0 p 2 b & 3 bi nw a t e ra tr o o mt e m p e t u r e t h e c o o p e r a t i v i t yo ft h ec a r b o x y l a t eg r o u po fa s p a r t i ca c i da n dt h ei m i d a z o l eg r o u po f h i s t i d i n ep l a y e dq u i t ei m p o r t a n tr o l ei nt h ea c c e l e r a t i o no ft h er e a c t i o n t h er e c y c l i n g o f t h ec a t a l y s tw a ss i m p l yf i l t e r e di tf r o mt h er e a c t i o nm i x t u r e ，w a s h e da n da p p l i e dt o t h en e x tr e a c t i o nc y c l e ，a n di tc o u l db er e u s e dt h r e et i m e sw i t h o u ta n yo b v i o u sl o s si n t h ey i e l d a l lt h ed i a m i n oa c i dc a t a l y s t sw e r ea l s oa p p l i e dt ot h eh y d r o l y s i so fa n o r g a n o p e s t i c i d ep a r a t h i o n ，b u tt h er e s u l t sw e r en o ta sw e l la st h ea b o v ea c e t a t e k e yw o r d s ：a m i n oa c i dl i g a n d s ，c a r b o nn a n o t u b e s ， n a n o c a t a l y s t ， c a t a l y t i ch y d r o l y s i sr e a c t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得苤鲞基堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 一繇张一期：如净歹砷日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解：苤鲞盘鲎有关保留、使用学位论文的规定。 特授权苤鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名： 导师签名：关尹扎 签字日期：0 7 年歹月孑口日签字日期：- 卵7 年岁月矽日 前言 第一章前言弟一早月i j 苗 1 1酯水解催化剂的发展 磷酸酯和碳酸酯的酯键断裂在有机合成和有机生物化学中十分常见。很多含 有磷酯键的有机化合物如对氧磷、对硫磷以及其它一些有机磷农药等都是具有较 高毒性的化合物：在生化反应中核酸、脱氧核酸的研究往往也涉及到磷酯键的断 裂。因此，研究温和条件下磷酸酯和羧酸酯的水解在有机合成、工业过程以及环 境工程中都有十分重要的意义。 化学家们发现了很多重金属配合物能够有效催化磷酸酯中的酯键断裂。 s a r g e s o n 等报道了用c o ( i ) 的配台物来催化磷酯键的断裂【1 2 】。v a n c e 等【3 则报道了 双金属中心原子c o ( i i i ) 的配合物能催化磷酸单酯键的水解而不能催化磷酸二酯 键的断裂。在此基础上，c h i n 等人使用c u ( i i ) 的配合物催化了r n a 中磷酸酯的水 解反应1 4 1 。 b a r t o n i s 等人通过在肽的适当位点嵌a z n 2 + 以及r h 的配合物【r h ( p h i ) 2 b p y 】3 + 得到以多肽为骨架的催化剂l ，并用它催化了d n a 的水解。该催化剂利用r h 配合 物来选择固定d n a 的位置，然后借助肽链上氨基酸侧链的咪唑环以及羧基的协 同作用来催化d n a 的水解。 通过设计使用金属配合物来模拟磷酸水解酶中的金属簇，也能对磷酸酯的水 解起到很好的作用。s c r i m i n 等人使用c u ( i i ) 配合物2 在十六烷基三甲铵正离子 ( p t a ) 协同作用下催化了一系列对硝基苯酚磷酸酯的水解反应1 6 1 。 前言 r 3 捷) 2 + 2 m o s s 等【7 1 在此基础上研究发现该催化剂在催化磷酸酯水解过程中会导致其 构型的变化( 图1 1 ) 。 州p n h l l l l , , ! | 啪 耳 p n o o m e s c u ( t t ) o h i l i n v 一。州”r 呲 h o ” p h 图1 1 b r o w n 等【8 】人则研究了在不同p h 条件下，l a 3 + ( o c h 3 ) 。3 体系催化对氧磷的水 解反应。他们发现，随着体系碱性的增强，水解常数不断增大：而超过一个定值 ( p h = 8 9 6 ) 后水解常数又逐渐下降。 由于有机合成中常存在一些对酸碱敏感的宫能团，所以在强烈的酸性或碱性 条件下进行催化水解反应会给合成工作带来困难；另外重金属络合物一般均具有 较大的毒性，这些缺点都限制了它们在环境工程比如在水质净化中的应用。 上世纪中叶人们就已经知道很多生物体内的水解酶能够在温和条件下高效 率的促进磷酸酯和羧酸酯的水解，并尝试分离或模拟这样的具有生物活性的水解 酶。生物体内的水解酶大多是一些具有特定官能团的氨基酸所构成的蛋白质，有 的还需要在辅酶的协助下共同发挥作用。研究发现，这些酶中组氨酸是普遍存在 的，它所具有的咪唑基团在催化水解反应中起到了十分重要的作用 9 1 。 y u k i oi m a n i s h i 等人发现，环二肽c y c l o ( d l e u l h i s ) 在催化十二酸对硝基苯 酚酯的水解反应时活性是咪唑的2 0 倍【l o 】。y a s u j ii h a r a 等人根据磷酸酯酶的结构特 点，用癸酰组氨酸及其甲酯与环己基三甲铵正离子( c t a ) 协同作用催化水解反 应。他们发现在羧酸根负离子的存在下，通过氢键的作用可大大提高咪唑基团的 催化活性l j 。 2 前言 1 2 固载酯水解催化剂的研究进展 为了提高催化剂的催化活性以及回收使用效果，人们尝试将催化剂固载化， 以方便在催化反应完成后将催化剂与反应体系分离，或利用载体特殊的表面性质 来提高催化效果。 s c r i m i n 等将咪唑环通过长链烷基连到金纳米颗粒上，所制得的纳米负载催 化剂3 在催化乙酸2 ，4 二硝基苯酚酯( d n p a ) 的水解反应中取得了良好的效果 【1 2 】。作者发现，负载后的金纳米颗粒催化剂在有机相中的溶解吱增大。催化剂 的存在使反应速率提高了3 0 倍以上，在p h 值为6 4 的条件下催化效果最女子【 j 。 辞s j 。彤) 。 3 s c r i m i n 等还将组氨酰苯丙氨酸二肽接枝到金纳米颗粒上制备了纳米催化剂 4 ，利用组氨酸的咪唑环与苯丙氨酸的羧基协同作用有效地催化了丁酸2 ，4 二硝 基苯酚酯( d n p b ) 的水解反应1 14 1 。 4 该课题组还进一步合成了各种不同长度的肽，并将它们接枝到金纳米颗粒上 制备了一系列多肽催化剂，从中筛选出纳米催化剂5 并研究了它催化的d n p b 的 水解反应。作者研究发现，随着溶液p h 值升高，水解反应速率常数增大1 1 5 】。 日u 舌 5 m o r s e 等人【1 6 】研究了催化剂3 和长链烷基醇修饰的金纳米颗粒共同催化的硅 酸酯的水解反应( 图1 2 ) 。咪唑环上n 原子与醇羟基间的氢键作用增强了羟基氧 原子的亲核性，从而促进了水解反应的进行。 心h 。、s 舢 。h 冷厂n h 命一n 心c 鬯o 、呷、j 、日 c 输 兰 这是 一s 0 e l j - o e t 0s豇io e t 一一 v c q( c h 2 h o “ s c 簸心y 兰、舢h ”0 o h 一哭一诸一舢一s 、c ：附一铲 g a o 等以多巴胺为连接臂将天冬氨酸和组氨酸连接到磁性f e 2 0 3 纳米颗粒上 制备了磁性纳米催化剂6 ，该催化剂模拟酶催化体系，可在温和条件下有效地催 化对氧磷的水解。由于f e 2 0 3 纳米颗粒具有磁性，该催化剂可以很方便的回收并 重复利用【1 7 1 ，且至少重复使用4 次也不会明显降低其催化活性。 4 前言 1 3 碳纳米管的修饰 6 自1 9 9 1 年日本的i i j i m a n 首先在高分辨率透射电子显微镜( h r t e m ) 下发现 碳纳米管( c a r b o nn a n o t u b e sc n t s ) 【1 8 j 以来，人们对其合成方法、物理和化学特 性等进行了多层次的、深入的研究。在此基础上，c r i c h a r d 等发现碳纳米管的 外部可与表面活性齐j j s d s 通过超分子作用力相结合f 1 9 j 。因此很多课题组在单壁和 多壁碳纳米管的表面修饰方面进行了深入的研究，取得了很大的进展【2 0 1 。 碳纳米管特有的结构特点，比如离域的大7 【键共轭体系和存在一定数量的缺 陷成为研究者进行管外修饰研究的重要理论根据。通过对碳纳米管的管外修饰可 以使碳纳米管的溶解性得到明显改善，并且为碳纳米管的分离提纯提供便利条 件。 总体而言，对纳米管的修饰粗略可以分为两种：直接在纳米管表面连接上官 能团和在端头或缺陷处引入羧基官能团再进一步功能化【2 l 】，这里我们主要介绍 后一种修饰方法。 碳纳米管的端头和侧壁的缺陷具有较高的化学活性，早期的化学修饰就是从 管的端口开始的。利用强氧化剂可将端口打开并氧化得到羧酸，在羧基化碳纳米 管的基础上继续进行酰化、酯化等反应。有不少研究者对此类反应的部位进行探 讨，发现碳纳米管侧壁的缺陷也是重要的参与者【2 2 】【2 3 】【2 4 】。 在碳纳米管的功能化研究中，为了得到更多的端口需要将碳纳米管进行切 割。l i u 等人1 2 5 j 首先将单壁管用混酸处理得到1 0 0 3 0 0 n m 的短管，接着用体积比 为4 ：1 的浓硫酸和3 0 的过氧化氢氧化，得到羧基化的单壁碳纳米管( s w n t s ) 。 h a m o n 等人 2 6 , 2 7 】在此基础上把羧基化的s w n t s 用二氯亚砜处理，再与长链烷基 胺反应得到可溶性的s w n t s ( 图1 3 ) 。碳纳米管溶解性的改善为碳纳米管的分 离和提纯以及进一步应用提供了便利的条件。 前言 2 h ，n r 图1 3 h r s u n 等1 2 s 】在碳纳米管酰氯化的基础上利用有亲脂性基团和亲水性基团的聚 乙二醇进行酯化反应修饰单壁和多壁碳纳米管( m w n t s ) ( 图1 4 ) 。修饰后的 s w n t s 和m w n t s 可溶于非极性溶剂如环己烷、氯仿等，其中用i p e g 修饰的 m w n t s 还可以在极性溶剂二甲基亚砜和水中形成均一的溶液，红外光谱在 1 7 0 0 c m o 有弱的吸收峰，说明的确存在c = o 双键。酯化后的碳纳米管在四氢呋 喃溶剂中用酸或碱催化水解，反应后有黑色不溶物从溶液中析出，并且紫外吸收 光谱强度明显减弱，证明纳米管与p e g 之间的确以酯基相连。 o 洲t 。上a o w 丌。上a f - o h q 。 。 。 。与 o i o o l p e g 。 1 n 图1 4 o i l 0 s a i t o 等【2 9 用混酸氧化和超声分散处理得到平均长度为3 3 8 n m 的羧基化 m w n t s 短管，这些短管与未处理的碳纳米管相比，在极性溶剂如d m s o 、d m f 中的溶解度增大。在缩台剂的作用下用h 2 n ( c h 2 ) 。n h 2 ( n = l 4 ) 可以将羧基化 的短管连接起来，红外光谱上观察到酰胺的吸收谱带( u c n 为1 2 6 0 c m ，u c 旬为 6 书 0 o 0 o l ( ( ( 月o 舌 1 6 5 0 c m 1 ) ，在2 8 0 0 - - - 3 0 0 0 c m 一的烷基的伸缩振动峰的强度随烷基链的增长而增 强。 b r i n s o n 等人【3 0 】研究了两种向碳纳米管上引入氨基的方法。一种方法是通过 酸化后的纳米管的羧基与二元胺中的一个氨基发生反应；另一种方法则是先将羧 基还原成羟甲基，再与苯并丁二酰亚胺反应后水解得到伯胺( 图1 5 ) 。实验发 现，这两种不同的修饰方法均使得碳纳米管在有机溶剂中的溶解性能大为增加， 但是后者需要多进行一步还原反应和一步取代反应。 h 2 n ( h 2 c h n o c 图1 5 这种羧基化的碳纳米管在很多方面，如l b 薄膜制备【3 1 1 、修饰电极【3 2 1 、微观 显微学( 化学探针和化学感应成像) 1 3 3 、碳纳米管的自组装1 3 4 】等方面均得到了 广泛的应用。 1 4 论文选题意义和设计思路 纳米技术是近年来在物理、化学、材料、生命科学等领域具有广泛应用的一 门新技术，纳米材料所具有的特殊物理、化学性质吸引了大量的研究者从各种角 度对其性能和应用进行深入探讨。 相对于纳米颗粒来说，碳纳米管方面的研究主要集中在修饰后的碳管的物理 心惦 啦 黼 岳 目 莎 一 目u 舌 化学性质上。通过对碳纳米管进行化学修饰，可使修饰后的碳纳米管在某些溶液 环境或者纳米复合材料中的分散度得到明显改善，并且为碳纳米管的分离或提纯 提供了更为有利的条件。碳纳米管的修饰研究已逐步发展成为制备具有某些特定 功能的碳纳米管及其复合材料的手段。修饰后的碳纳米管不仅保持了原有的特异 性质，而且还表现出修饰基团的反应活性，这就为碳纳米管的分散、组装及表面 化学反应和应用提供了更大的可能。 本课题组前期研究工作表明，负载在磁性f e 2 0 3 纳米颗粒上的组氨酸和天冬 氨酸能在温和条件下协同催化酯和磷酸酯的水解。与磁性纳米颗粒相比，碳纳米 管价格相对低廉，其表面修饰方法相对成熟，因此本论文以二元胺( 乙二胺、丙 二胺) 为连接单元，将组氨酸和天冬氨酸分别或混合固载至酸化的碳纳米管表面， 制备了一系列纳米催化剂并研究了它们催化的酯和磷酸酯的水解反应。此类催化 剂制备过程简单，通过形成酰胺的反应即可有效实现氨基酸的固载。另外，我们 可以很方便地通过调控连接单元的结构来制备并筛选高活性的催化剂。 纳米催化剂的制备 第二章纳米催化剂的制备 2 1氨基酸配体的合成 2 1 13 【2 乙酰氨基3 ( 4 咪唑基) 丙酰氨基】丙基氨基甲酸叔丁酯 ( l 1 2 a ) 的合成 l l l 制一嵩 h o b t d i c d m f h 2 n 、八n h b o c 1 a 且| j 刊g 刊 ( 0 h 3 c o ) 2 0c h ， - - l 卜i 洲心。 噙l 1 1 1ah 3 c c o n h c h 一邑一n 7 n h b 。c 虬心p p 阶苏p 鸽 n 咄 - n 令 l h 2 1 1 1n 叔丁氧羰基丙二胺( 1 a ) 的合成i 巧1 在冰浴下将b o c 2 0 ( 1 9 6g ，9m m 0 1 ) 的甲醇( 1 5m l ) 溶液缓慢滴入l ，2 - 二氨基丙烷( 1 8m m 0 1 ) 的甲醇( 3 0m l ) 溶液中，并向体系内加入1 2m l 三乙 胺( 9m m 0 1 ) 。反应混合物在0 c 下搅拌3 0 分钟并在室温下搅拌过夜。蒸走溶剂， 残余物用乙酸乙酯溶解并用盐水洗涤。有机相经无水n a z s 0 4 干燥，过滤，真空 移除溶剂后得到白色固体l a 。产率：6 6 。1 hn m r ：65 1 l ( s ，l h ，n h ) ，3 1 3 ( t ， 2 h n h c h 2 ) ，2 6 8 ( t , 2 h ，n h 2 c h 2 ) ，1 6 7 ( s ，2 h ，n h 2 ) ，1 5 4 ( m ，2 h ，h 2 n c h 2 c h 2 ) ， 1 3 6 ( s ，9 h ，c ( c h 3 ) 3 ) 。 2 1 - 1 2乙酰组氨酸( l 1 1 ) 的合成【1 4 1 将1 0 5g 组氨酸( 5 0m m 0 1 ) 溶于2 5m l 水中，用8mn a o h 溶液将其p h 值调至9 1 0 。0 c 下缓慢滴加乙酸酐，适当地补加n a o h 控制体系p h 值在1 0 左 9 o i c 2 ，旧 h h ，n c 。c i 一。郴蕊 纳米催化剂的制备 右。混合物继续搅拌4 小时后，用浓盐酸将其酸化至p h 值为2 。减压蒸走溶剂 和过量的乙酸酐。残余物溶于2 0m l 甲醇中，过滤，滤液蒸干后得到白色固体 l l l 。产率：8 5 。1 hn m r ：68 3 3 ( s ，l h ，c h 3 c o n h ) ，7 0 8 ( s ，1 h ，0 一h 2 ) ，6 8 0 ( s ， lh ，0 - h 5 ) ，4 3 4 ( m ，lh ，c h 3 c o n h c h ) ，【3 0 9 ( m ，1h ) ，2 9 2 ( m ，1h ) ，c i - 1 2 】，1 8 4 ( s ，3 h ， c i t 3 c o ) ，( ( p h 4 指芴环上4 位上的h ，0 h 2 表示咪唑环上2 位的h ) 。i r c m 一： 3 5 0 0 2 5 0 0 ( s b r o a d ) ，1 7 2 6 ( s ) ，1 6 6 4 ( s ) ，1 5 3 8 ( s ) ，1 4 3 9 ( s ) ，1 3 7 8 ( w ) ，l1 7 8 ( w ) ， 8 0 0 ( s ) ，6 0 3 ( s ) 。 2 1 1 3 3 2 乙酰氨基3 ( 4 咪唑基) 丙酰氨基】丙基氨基甲酸叔丁酯( l 1 2 a ) 的合成 将0 2 8gl l l ( 1 4m m 0 1 ) 、0 3 8gh o b t ( 2 8m m 0 1 ) 和0 3 5gd i c ( n ，n - 二 异丙基碳二酰亚胺) ( 2 8m m 0 1 ) 溶于1 2m ld m f 中，氩气保护下室温搅拌2 小 时，随后加入0 2 4g1 a ( 1 5m m 0 1 ) 的d m f ( 1 0m l ) 溶液。反应混合物在室 温下继续搅拌2 4 小时。向体系内加入2 0 m l 水，并用乙酸乙酯萃取。水相蒸干 后残余物经柱层析( 先用乙酸乙酯：甲醇= 8 ：l 冲走杂质，再用乙酸乙酯：甲醇= 2 ：l 收集产物) 得到产物l 1 2 a 。产率：4 1 。1 hn m r ：68 2 5 ( d ，1 h ) ，7 5 2 ( s ，1 h ) ， 6 9 6 ( t ，1h ) ，6 7 8 ( s ，1h ) ，4 4 2 ( m ，1h ) ，2 9 6 ( t ，2 h ) ，2 8 8 ( m ，1h ) ，2 8 0 ( m ，1h ) ，2 7 3 ( t ， 2 h ) ，1 8 0 ( s ，3 h ) ，1 6 4 ( m ，2 h ) ，1 3 7 ( s ，9 h ) 。1 r c m ：3 3 4 2 ( s ) ，3 2 6 5 ( s ) ，3 0 6 8 ( m ) ， 2 9 7 7 ( s ) ，2 9 2 3 ( w ) ，2 8 3 7 ( w ) ，1 7 2 9 ( s ) ，1 6 7 6 ( s ) ，1 6 5 0 ( s ) ，1 5 2 9 ( s ) ，1 4 4 7 ( m ) ，1 3 6 5 ( s ) ， 1 2 8 6 ( s ) ，1 2 5 7 ( s ) ，1 1 6 l ( s ) ，10 3 8 ( s ) ，9 3 3 ( s ) ，8 7 0 ( w ) ，7 7 4 ( m ) ，6 9 3 ( m ) 。 2 1 2 2 1 2 乙酰氨基3 ( 4 咪唑基) 丙酰氨基l 乙基氨基甲酸叔丁酯 ( l 1 2 b ) 的合成 h 2 n n h 2 l 1 1 h o b t d i c d m f ( 8 0 ( ：) 2 0 t h f h 2 n n h b 0 c 1b 9 i h9 h 1bh 3 c c n c , h c n n h b o c h 2 1 2 1n 叔丁氧羰基7 _ , - - 胺( 1 b ) 的合成【3 6 】 在冰浴下将b o c 2 0 ( 1 9 6g ，9m m 0 1 ) 的t h f ( 1 5m l ) 溶液缓慢滴入1 , 2 - 二 氨基乙烷( 1 8m m 0 1 ) 的t h f ( 3 0m l ) 溶液中。反应混合物在0 c 下搅拌3 0 分 钟并在室温下搅拌过夜。蒸走溶剂，残余物用乙酸乙酯溶解并用盐水洗涤。有机 1 0 纳米催化剂的制备 相经无水n a 2 s 0 4 干燥，过滤，蒸走溶剂后得到白色固体l b 。产率：5 6 。1 hn m r ： 65 3 l ( s ，i h ，n h ) 3 1l ( t ，2 h ，n h c i t 2 ) ，2 7 3 ( t ，2 h ，n h 2 c h 2 ) ，2 3 2 ( s ，2 h ，n h 2 ) ， 1 3 6 ( s 9 h c ( c h 3 ) 3 ) 。 2 1 2 2 2 【2 乙酰氨基3 ( 4 咪唑基) 丙酰氨基】乙基氨基甲酸叔丁酯( l 1 2 b ) 的合成 将o 2 8gl l l ( 1 4m m 0 1 ) ，o 3 8gh o b t ( 2 8m m 0 1 ) 和0 3 5gd i c ( 2 8m m 0 1 ) 溶于1 2m ld m f 中，在氩气保护下室温搅拌2 小时，随后加入0 2 4gi b ( 1 。5 m m 0 1 ) 的d m f ( 1 0m l ) 溶液。反应混合物在室温下继续搅拌2 4 小时。向体系 内加入2 0m l 水，并用乙酸乙酯萃取。水相蒸干后残余物经柱层析( 乙酸乙酯： 甲醇= 2 ：1 ) 得到0 4 2g 固体。但不是目标产物。 2 1 3 2 乙酰氨基n ( 3 氨基丙基) 丁二酸单酰胺( l 2 4 a ) 的合成 f m o c h n _ c 。h c o hh o b t d c c c h 。2 一 c=o。dmf o f b u o 兰旦墅ij苎旦堂h2n一塞：一钭i-4ch _ 。_ _ 。- 。_ 。_ _ _ - _ - 。- _ _ 。一 2 c 1 2 o h 2 c = o o b u l 2 2 a o 虬f m o c h n _ c h - c 搿八n h b 。c c h _ ， ” c = o o t b u l 2 1 a d m f t f a c h 2 c 1 2 h 3 c c - o n h 一弗一钭八八 c h ，” o i i h i oh3c cn c h c “一n h 7 4 。n h 2 一一，一。7v 、n h 2 c h ， ” 2 1 3 1 3 ( 2 芴甲氧羰酰氨基3 叔丁氧羰基丙酰氨基) 丙基氨基甲酸叔丁酯 ( l 2 1 a ) 的合成 将1 9g ( 4 6m m 0 1 ) 2 芴甲氧羰酰氨基3 叔丁氧羰基丙酸，9 7 0m gh o b t 和9 4 8m gd c c 置于1 0 0m l 圆底烧瓶中，用氩气置换后，在氩气保护下加入2 0 m ld m f ，室温搅拌2 小时。随后加入含o 8 4g ( 4 8m m 0 1 ) 1 a 的d m f 溶液1 0 m l 。反应混合物在室温下继续搅拌1 2 小时后，体系内加入3 0m l 水，并用乙酸 乙酯( 3 0m l x 3 ) 萃取。将有机相蒸干后经柱层析( 石油醚：乙酸乙酯= 6 ：l 冲去杂 质，再用石油醚：乙酸乙酯= 3 ：l 将产物收集) 得到产物l 2 1 a 。产率：8 8 3 。1 h n m r ：67 7 8 ( d ，2 h ，( p i - h ，【p h s ) ，7 5 9 ( m ，2 h ，( p - h l ，9 - h s ) ，7 4 l ( m ，2 h ，【p h 3 ，( p h 6 ) ， 纳米催化剂的制备 7 3 2 ( m ，2 h ，( p h 2 ，( p h 7 ) ，6 8 9 ( s 1h ，n h ) ，5 9 8 ( d ，lh ，n h ) ，5 0 3 ( s ，ih n h ) ，4 51 ( d ， 2 h ，【p c 9 c h 2 ) ，4 4 4 ( d ，1h ，( p h 9 ) ，4 2 2 ( m ，lh ，c o c n ) ， 3 3l ( m ，2 h ， b o c n h ( c h z ) 2 c h 2 ) ，3 1 4 ( m ，2 h ，b o c - n h c h 2 ) ，【2 9 5 ( d d ，1 h ) ，2 6 2 ( d d ，l h ) ， b o c c h 2 ，1 61 ( m ，2 h ，b o c nh ch 2 c h 2 ) ，1 4 4 ( s ，9 h ，n h c o o c ( c h 3 ) 3 ) ，1 4 2 ( s ，9 h ， c h 2 c o o c ( c h 3 ) 3 ) ，( ( p - 1 - 1 4 指芴环上4 位上的h ) 。i r c m ：3 3 3 9 ( s ) ，3 0 6 7 ( w ) ， 2 9 7 1 ( s ) ，2 9 3 0 ( s ) ，1 7 2 8 ( s ) ，1 6 9 0 ( s ) ，1 6 7 0 ( s ) ，1 5 2 9 ( s ) ，1 4 5 0 ( m ) ，1 3 7 2 ( s ) ，1 2 6 0 ( s ) ， 1 1 6 3 ( s ) ，1 0 4 0 ( m ) ，8 4 5 ( m ) ，7 3 3 ( s ) ，6 4 6 ( s ) 。 2 1 3 2 3 ( 2 氨基3 叔丁氧羰基丙酰氨基) 丙基氨基甲酸叔丁酯( l 2 2 a ) 的 合成 将1 2 4g ( 2 18m m 0 1 ) l 2 1 a 溶于1 0m l 二氯甲烷中，加入2 5m l 含2 0 哌啶的二氯甲烷溶液。室温下搅拌3 小时。混台物用水萃取( 2 0m l 3 ) ，将有 机相旋干后经柱层析( 石油醚：乙酸乙酯= 1 ：1 冲掉杂质，再用乙酸乙酯：甲醇= 8 ：l 将产品淋洗下来) 得到l 2 2 a 。产率：7 5 。1 hn m r 57 6 1 ( s ，1 h ，n h ) ，5 1 8 ( s ， l h ，n h ) ，3 6 0 ( m ，1 h ，c o c h ) ，3 2 9 ( m ，2 h ，b o c n h ( c h 2 ) 2 c h e ) ，3 1 1 ( m ，2 h ， b o c - n h c h 2 ) ，【2 7 6 ( d d ，1h ) ，2 5 5 ( d d 1h ) ，b o c c h 2 ，1 9 2 ( s ，2 h ，n h 2 ) ，1 5 9 ( m ， 2 h ，b o c n h c h 2 c h 2 ) ， 1 4l ( s ， 9 h ，n h c o o c ( c h 3 ) 3 ) ，1 4 0 ( s ， 9 h ， c h 2 c o o c ( c i - 1 3 ) 3 ) 。i r j c m ：3 3 9 7 ( s ) ，3 317 ( s ) ，2 9 7 9 ( s ) ，2 9 2 8 ( w ) ，17 2 9 ( s ) ，17 0 4 ( s ) ， 1 6 4 2 ( s ) ，1 5 2 8 ( s ) ，1 4 4 1 ( m ) ，1 3 8 7 ( w ) ，1 3 0 6 ( s ) ，1 2 7 5 ( s ) ，l1 6 6 ( s ) ，1 1 0 7 ( w ) ，8 3 6 ( m ) ， 7 6 3 ( w ) 。 2 1 3 3 3 ( 2 乙酰氨基3 叔丁氧羰基丙酰氨基) 丙基氨基甲酸叔丁酯( l 2 3 a ) 的合成 将3 4 0m g ( 1m m 0 1 ) l 2 2 a 溶于5m l 的d m f 中，加入0 8m l 的d i p e a 和 o 3m l 的乙酸酐。常温搅拌2 4 小时。向反应体系中加入1 0m l 水，并用乙酸乙 酯萃取( 2 0m l x 3 ) 。有机相旋干后可得到白色固体l 2 3 a 。产率：9 1 4 。1 hn m r ： 58 1 1 ( d ，l h ，n h ) ，7 8 6 ( t ，1 h n h ) ，6 7 5 ( t ? 1 h ，n h ) ，4 5 l ( m ，1 h ，c o c h ) ，3 0 0 ( m ， 2 h ，b o c - n h ( c h 2 ) 2 c i t 2 ) ，2 8 8 ( m ，2 h ，b o c - n h c h 2 ) ，【2 5 9 ( d d ，1 h ) ，2 3 8 ( d d 1 h ) ， b o c - c h 2 】，1 8 2 ( s ，3 h ，c h 3 c o ) ，1 4 5 ( m ，2 h ，b o c n h c h 2 c h 2 ) ，1 15 ( s ，9 h ， n h c o o c ( c h 3 ) 3 ) ，1 14 ( s ，9 h ，c h 2 c o o c ( c h 3 ) 3 ) 。i r c m 一：3 3 3 3 ( s ) ，3 2 6 4 ( s ) ， 3 0 6 3 ( s ) ，2 9 7 9 ( s ) ，2 9 3 3 ( w ) ，2 8 0 9 ( w ) ，1 7 2 9 ( s ) ，1 6 7 6 ( s ) ，1 6 4 9 ( m ) ，1 5 2 9 ( s ) ，1 4 5 1 ( m ) ， 1 3 8 6 ( s ) ，1 2 8 6 ( s ) ，11 6 1 ( s ) ，7 7 6 ( w ) ，6 8 3 ( s ) 。 2 1 3 4 2 乙酰氨基n ( 3 氨基丙基) 丁二酸单酰胺( l 2 4 a ) 的合成 将6 0m g ( 0 1 5m m 0 1 ) l 2 3 a 溶于5m l 二氯甲烷中，加入1 5m l 含2 0 t f a 的二氯甲烷溶液。室温搅拌1h ，将反应体系旋干，并用真空干燥箱进一步干燥。 得到5 5m g 蛋黄色粘稠固体。 1 2 纳米催化剂的制备 2 1 4 2 乙酰氨基n ( 2 氨基乙基) 丁二酸单酰胺( l 2 4 b ) 的合成 f m o c h 卅棼洲燮里鱼生c h n 一c h 一爿洲眈c h ，二_ ” 6 = 6 d m f c r = o 兰q 塑型掣：n 一早点一搿n h b o c 塑里! 竺h 。c o _ n _ h 早h c o ；n h b 0 c c h 2 c 1 2早h2”dmf9 h 2 ” 盼9 c n h c h g c - n 八，n h 3 c c n _ 上。h 7 ”。 c h ， ” t f a c h 2 c 1 2 h 3 c 0 8 一；j c h 9 c n 八，n h 2 h 3 c c n f h 7 “2 c h 。 2 1 4 1 2 ( 2 芴甲氧羰酰氨基3 叔丁氧羰基丙酰氨基) 乙基氨基甲酸叔丁酯 ( l 2 1 b ) 的合成 将1m m o l2 芴甲氧羰酰氨基3 叔丁氧羰基丙酸，1 5m m o lh o b t 和1 5m m o l d c c 溶于1 0m ld m f 中，在氩气保护下室温搅拌2 小时，随后加入1 4m m o l1 b 的d m f ( 1 0m l ) 溶液。反应混合物在室温下继续搅拌1 2 小时。向体系内加入 2 0m l 水，并用乙酸乙酯萃取。有机相蒸于后残余物经柱层析( 先用石油醚：乙 酸乙酯= 4 ：l 冲掉杂质，再用石油醚：乙酸乙酯= 2 ：1 收集产物) 得到产物l 2 1 b 。产 率：7 2 。1 hn m r ：67 7 7 ( d ，2 h ，印一h 4 ，( p h s ) ，7 6 0 ( d ，2 h ，( p h i ，叩- h 8 ) ，7 4 1 ( m ， 2 h 。( p h 3 ，( p - h 6 ) ，7 3 2 ( m ，2 h ，( p - h 2 ，( p h 7 ) ，6 8 4 ( s ，1h ，n h ) ，5 8 7 ( d 。1h ，n h ) ，4 9 6 ( s ， 1 h 。n h ) ，4 4 5 ( d ，1 h ，( p h 9 ) 4 4 4 ( d ，2 h ，( p - c 9 c h 2 ) ，4 2 3 ( m ，1 h ，c o c h