（应用化学专业论文）新型卡巴肼衍生物的绿色合成方法研究.pdf

苎苎堑苎查兰堕圭兰垡! 堕堑垄鱼壁丝塑塑竺鱼全塞查鲞 中文摘要 绿色化学在现代有机合成中有十分重要的应用，近几年来得到了很大的发展。卡 巴肼被广泛用作化学除氧剂、金属缓蚀剂，锅炉除垢剂、树脂整理剂、抗氧化剂和固 体还原荆，还可用作火箭推进剂的组分和弹性纤维的交联剂等。卡巴肼的衍生物在分 析化学、材料科学等领域也有着广泛应用。不仅如此，卡巴肼和它的衍生物还是很好 的有机合成中间体。到目前为止，关于卡巴肼衍生物合成的文献报道并不多本论文 以卡巴肼为起始原料，使用无溶剂，水介质，相转移催化，微波辐射等有机合成新技 术及新方法设计合成了多类卡巴肼衍生物所有化合物的结构均经取、m s 、1 hn | 呱 和元素分析得到确证，并对实验方法，实验结果和实验的可能机理进行7 讨论。 本论文共分为五章； 第一章：文献综述 综述了绿色化学在现代有机合成中的应用，包括溶剂绿色化，选用绿色合成原料， 发展催化合成，过程强化，开发新的合成工艺，合成对环境有益的有机化工产品等； 还介绍了卡巴肼的物理，化学性质，阐述了卡巴肼的传统和绿色合成方法，并对其化 学合成和工业中的应用作了概述。 第二章；无溶剂条件下1 ，5 - - 取代卡巴腙的合成 通过“缘色化学品”碳酸二甲酯与水合肼反应首先合成卡巴胼，然后在室温下， 采用无溶剂法，使其与芳香醛酮反应，高产率合成了1 7 种1 5 二取代卡巴腙。该法不 使用有毒有害的有机溶剂，而且还具有反应条件温和、反应时间短、产率高、操作简 便等优点 第三章：微波辐射条件下1 ，s 二取代卡巴腙与醋酸酐的反应 以1 。5 二取代卡巴腙为原料，在醋酸酐溶液中，以微波辐射为反应条件，高产率 制得了7 种3 类1 ，5 二取代卡巴腙衍生物，分别是嗯二唑啉类化合物，2 ，4 二取代1 ，5 - 二取代卡巴腙，1 ，2 二苄亚甲基肼。 第四章：单取代卡巴腙及其衍生物的微波促进合成 首先，我们以卡巴肼和芳香醛为原料在无溶荆条件下，室温研磨得到了举取代卡 巴腙，再以半取代卡巴腙为中间体，在微波辐射条件下，让其与芳香酰氯和芳香硫氰 酸脂反应分别高产率得到了不对称取代脲类衍生物和酰基硫腺类衍生物。该法较传 统的液相回流法，反应时间极大的缩短，而且产率也有很大程度的提高。 。 第五章2 ，5 - 二( 4 氨基苯基) - i ，3 ，4 - 嗯二唑衍生物无溶剂和微波促进合成 m 西北师范大学硕士学位论文新型卡巴肼衍生物的绿色合成方法 以2 ，5 二( 4 一氨基苯基) - 1 ，3 ，4 噫二唑为原料，分别让其在无溶剂、微波、水溶剂 条件下与芳香醛酮、芳基酰氯和芳基异硫氰酸脂、芳酰基叠氮化合物反应，生成对应 的对称二取代2 5 - - - ( 4 氨基苯基) 一l ，3 ，4 - 嚼二唑衍生物。 西| 匕师范大擘硕士学位论文新型卡已肼衍生物的绿色合成方法 a b s t r a c t g r e e nc h e m i s t r y , w h i c hi sv e r yi m p o r t a n tt 0o r g a n i cs y n t h e s e s h a sd e v e l o p e dv e r y f a s tr e c e n t l y c a r b o h y d r a z i d ei sw i d e l yu s e da sac h e m i c a ld e o x i d a n t ，m e t a lc o r r o s i o n i n h i b i t o r , b o i l e rc l e a n n gm e d i u m , r e s i nf i n i s h i n ga g e n t , a n t i o x i d a n ta n ds o l i dr e d u c i n g a g e n t c a r b o h y d r a z i d ej sa l s ou s e da sc o m p o n e n to fp r o p e l l a n ta n dc r o s s l i n ka g e n to f e l a s t i cf i b r e i t sd e r i v a t i v e sh a v ee x t e n s i v ea p p l i c a t i o n si nt h ea r e ao fa n a l y t i cc h e m i s t r y , m a t e r i a ls c i e n c a n ds oo i lf u r t h e r m o r e , c a r b o h y d r a z i d ea n di t sd e r i v a t i v e sa i m p o r t a n t i n t e r m e d i a t e si no r g a n i cs y n t h e s i s t oo b rb e s tk n o w l e d g e , t h e r ea r ef e wl i t e r a t u r e st h a tr e p o r t e dt h es y n t h e s i so ft h e c a r b o h y d r a z i d ed e r i v a t i v e s i nt h i st h e s i s , w ed e s i g n e da n ds y n t h e s i z e ds o m ek i n d so f c o m p o u n d so rd e r i v a t i v e sd e r i v e d 丘锄c a r b o h y d r a z i d e , u n d e rt h ec o n d i t i o no fs o l v e n t - 缸c w a t e rm e d i a , t r a n s f e rc a t a l y s t , m i c r o w a v ei r r a d i a t i o n t h es t r u c t u r e so fa l lc o m p o u n d sw e r e c o n f i r m e db yi r , 1 hn m r , m sa n de l e m e n t a la n a l y s i s t h ee x p e r i m e n t a lm e t h o d o l o g i e s , r e s u l t sa n dp o s s i b l em e c h a n i s mw e t ea l s op r o p o s e di nt h i st h e s i s t h i st h e s i si n c l u d e sf i v ec h a p t e r s ： c h a p t e r 1 ：l i t e r a t u r es u m m a r i z e t h ep r i n c i p l e , c o n c e p t i o n , c o n t e n t so fr e s e a r c ho fg r e e nc h e m i s t r yi si n t r o d u c e d g r e e n c h e m i s l x yi sv e r yi m p o r t a n tt oo r g a n i cs y n t h e s e s i no r d e rt od e c r e a s ee n v i r o n m e n t a lw a s t e s a n dr e a l i z eg r e e ns y n t h e s e s , t h ef o l l o w i n gm e t h o d sa r en e c e s s a r y ：c h o o s ei n n o c u o u s s o l v e n t sa n dg r e e nl a wm a t e r i a l ，d e v e l o pc a t a l y z es y n t h e s e s , s e a r c hg r e e nc h e m i s t r y p r o d u c t sa n do t h e rn wt e c h n o l o g y ；t h ed e v e l o p m e n to fc a f b o h y d r a z i d ei ns y n t h e s i s , p r o p e r t i e sa n da p p l i c a t i o n s a n dt h e n , w ei n t r o d u c e dt h ep r o p e r t i e so fc 甜b o h y d r a z i d e ， e x p o u n d e da n dc o m p a r e di t st r a d i t i o n a la n d “g r e e n p r e p a r a t i o nm e t h o d s ，a n ds u m m a r i z e d i t sa p p l i c a t i o n si nc h e m i c a ls y n t h e s i sa n di n d u s t r y 。 c h a p t e r 2 ：g r e e ns y n t h e t i c m e t h o df o r1 ，5 - d i s u b s t i t u t e dc a r b o h y d r a z o n s c a r b o h y d r a z i d ew a sf i r s ts y n t h e s i z e db yr e a c t i o no fn o n t o x i c g r e e n ”r e a g e n t , d i m e t h y lc a r b o n a t e , w i t hh y d r a z i n eh y d r a t e t h e nc a r b o h y d r a z i d ef u r t h e rr e a c t e dw i t h v a r i o u sa r o m a t i ca l d e h y d e so ra l i p h a t i ck e t o n e su n d e rs o l v e n t f r e ec o n d i t i o n st oe f f i c i e n t l y a f f o r d1 5 - d i s u b s t i t u t e dc a r b o h y d r a z o n e t h i se c o - f r i e n d l ys t r a t e g yn ou s co fo r g a n i c v 西北师范大学硕士学住论文新型卡巴肼衍生物的绿色合成方法 s o l v e n t s ，h i g hy i e l d s ，s h o r tr e a c t i o np e r i o d ，a n ds i m p l ew o r k - u pp r o c e d u r e c h a p t e r3 ：s y n t h e s i so fi 5 - d i s u b s f i t u t e dc a r b o h y d r a z o n sd e r i v a t i v e su n d e r m i c r o w a v ei r r a d i a t i o n 1 ，5 - d i s u b s t i t u t e dc a r b o h y d r a z o n sw e r ec y l i z e dt oa f f o r dt h r e ek i n d s1 ，5 m i s u b s t i t u t e d c a r b o h y d r a z o n s & d v a t i v e si nt h ep r e s e n c eo fa c 2 0u n d e rm i c r o w a v ei r r a d i a t i o nc o n d i t i o n t h i sm e t h o dh a sf c a t i l 懈o fs h o r tr e a c t i o n ，h i 曲y i e i da n ds i m p l ew o r k - u pp r o c e d u r e c h a p t e r4 s y n t h e s i so fs e m i e n r b a z o n ea n di t sd e r i v a t i v e su n d e rm i c r o w a v e i r r a d i a t i o n s e m i c a r b a z o n ew a ss y n t h e s i z e db yr e a t i o n so fc a r b o h y & a z i d ea n da r o m a t i ca l d e h y d e s u n d e rs o l v e n t - f l e ec o n d i t i o n s r e e a c t i o no fs e m i c a r b a z o n ew i t ha c y lc h l o f i d e so ra c y l t h i o c y a n a t eu s i n gp e g - 4 0 0a sc a t a l y s t , u n d e rm i c r o w a v ei r r a d i a t i o nr a v e st w ok i n d so f s e m i c a r b a z o n ed e r i v a t i v e si ng o o dt oh i g hy i e l da n d r a p i dr e a c t i o n c h a p t e r5 ：g r e e ns y n t h e s i so f2 ，5 - b 缸( p - a m i n o p h e n y l ) - 1 ，3 ，4 - o x a d i a z e l ea n di t s d e r i v a t i v e s ， 2 ，5 - b i s ( p - a m i n o p h e n y l ) - 1 ，3 4 - o x a d i a z o l ew e r ep r e p a r e dw i t hp - a m i n o b e n z o i ca c i d , h y d r a z i n eh y d r a t ea n dp p a 2 , 5 - b i s ( p - a m i n o p h e n y l ) - 1 , 3 , 4 - o x a d i a z o l ew e r er e a c t e dw i t h a l d e h y d e s o i a l i p h a t i ck e t o n e s ，a c y lc h l 0 i i d 鼯a n da c y lt h i o c y a n a t e , a c y la z i d e s ， s e p a r a t e l y , u n d e rs o l v e n t - f r e e ，m i 臼o w a v ei r r a d i a t i u n , w a t e rm e d i ac o n d i t i o na f f o r df o u r k i n d so f2 , s - b i s ( p - a m i n o p h e n y l ) 1 , 3 , 4 - - o x a d i a z o l ed e r i v a t i v e s 。 西北师范大学硕士学位论文新型卡巴肼衍生物的绿色合成方法 独创性声明。 本人声明所呈交的论文是我个人在导师的指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得西北师范大学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。 签名： 算绻表日期：丝幺丘丝 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西北师范大学有关保留，使用学位论文的规定， 即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学 校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复 制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：一导师签名：乏陋日期：堑哗 l i 合成路线 醚棼2 囝小k n s r c h = n - n ：h c o 珏 渺矸” d o g 一导忡c ，： 峨g i h d i l | i 2 i 甲b 弓器玛善唧， r d 耻h j r o 丑u h c - n - n - c - 舳吗 - - 6 b o 置d v 0 0 圮 。- 量l 西北师范大学磺士学位论文新型卡巴肼衍生物的绿色合成方法 z 蹦o o o o + i q h 2 n h z 1 1 2 0 争 l 3 a - 1 3 d 西北师范大学硕士学位论文新型卡己肼衍生物的绿色合成方法 z 酗弋 c o 明+ 矾毗。音刚 譬o r 西北师范大擘项士擘位论文新型卡巴肼衍生物的绿色合成方法 理中可用做锅炉水的除氧剂和金属表面钝化剂，还可用做火箭推进剂的组分，彩色显 影和防止肥皂变色、变质的稳定剂及橡胶抗氧剂等。在化纤行业，可用作弹性纤维的 交联剂。同时，又因卡巴胼是肼的衍生物，它具有很强的还原性，其分子中与氮原子 相联的氢原子又容易被其它基团取代，所以卡巴肼又是一种重要的化工中间体，可用 于医药、除草剂、植物生长调节剂，染料等行业 西北师范大学硕士学位论文，新型卡巴肼衍生物的绿色合成方法 参考文献 f 1 】田爱琴，绿色化学及其发展概述，游历帮者砦酷翔冠2 0 0 4 , 5 ：1 3 0 - 1 3 1 【2 】张习志，陈刚新，杨丰科绿色化学研究进展纪工劈弼2 0 惦，5 ( 1 9 ) ：4 7 - 5 0 1 3 】a n a s t aet ，w a m o r , j c ，g l v , c nc h e m i s a y ：t h e o r ya n dp i a c t i c c on o wy o r k ：o x f o r d u n i v e r s i t yp r e s s 。2 舢哪：2 9 - 5 7 【4 】朱清时，绿色化学，纪笋迸瞩2 伽峨4 ( 1 2 ) ：4 1 0 - 4 1 4 【5 1c l a r kj h ，g r e e nc h o m i s 仃y ：c h a l l e n g o sa n do p p o r t u n i t i e s , g r e e nc ：i i e m i , t r y ，l 慨1 ： 1 - 9 6 闵恩泽，吴巍，绿色化学与化工，北京，纪学z = 毖出版瑟2 0 0 0 ：7 【7 1 方岩雄，熊绪杰，王亚莉，张绲，绿色合成2 l 世纪的有机合成，套砖纪黄2 0 0 3 ， 1 1 ：2 1 3 - 2 1 8 。 ， 1 8 l 刘学，史俊，绿色合成的研究与进展，定宇俎：2 0 0 6 ，1 ( 3 5 ) ：2 6 - 2 9 9 胡琳莉，有机合成中的绿色合成理念，纪z = 之庞2 0 0 6 ，6 ：5 8 - 5 9 【1 0 】许峰，王煤，李敏杰，绿色化学与有机合成，纪学每嬖纺工程7 0 0 5 ，5 ：7 - 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3 7 0 【2 5 t o n k o v i c hal c a nr w ，a r t s ；e n h a n c e dc 2y i e l d sf r o mm e t h a n eo x i d a t i v e c o u p l i n gb y m e a n so f s e p a r a t i v ec h e m i c a lr e a c t o r ,，1 9 9 3 , 2 6 2 ：2 2 1 - 2 2 3 【2 6 】s e i d e l - m o r g e n s t e met ；ac o m p a r i s o nb e 胁i tf i x e d - b e dg e a e t o ra n da c h r o m a t o g r a p h i cr e a c t o r , c h e m e n g s o l ，1 9 9 9 , 5 4 ( 1 0 ) ：1 4 7 9 - 1 4 8 5 2 7 1 周如金，宁正祥，陈山，膜技术与过程耦合，孺行纪互7 , 0 0 1 ，2 l ( 8 ) ：2 0 - 2 3 2 8 1a l f o n s omj ，m c n e n d e z 札，s a n m m 雏l akv a n a d i u m - b a s e d 嘲l y 眦m e m b r a n e r e a c t o rf o rt l mo x i d a t i v ed e h y d r o g e n a t i o no fp r o p a n e , c a t a t o d a y ，2 0 0 0 ，5 6 ( 3 ) ： 2 4 7 - 2 5 2 【2 9 】周文华，潘湛昌，于双平，杨辉荣，绿色有机电台成与可持续发展，纪r 环绕 2 0 0 4 。l ( 2 4 ) ：2 1 - 2 3 【3 0 p o l a ri l ；c a t h o d i cr 以j u c f i o no f4 - n i 舡o s o - n ，n - d i m e t h y l a n i l i n ea tv a i i se l e c t r o d e m a t e r i a l s ，上锄觑睇舰慨，2 0 0 0 ，3 0 ：1 8 6 - 1 9 2 【3 l 】赵崇涛，朱则善，王清萍等，间接电解氧化法合成丙酮酸乙酯，榜纫纽；2 0 0 0 1 7 ：5 8 6 0 。 1 3 2 】b o n d o n 丸，p o r h i e le - ，p e b a yc ，t e t r a a r y l p o r p h y r i ns y n t h e s i sb ye l e c t r o c h e m i c a l o x i d a t i o no f p o r p h y r i n o g e n s ，e l e c t r o c h i m i 。a c r e ，2 0 0 1 ，4 6 ：1 8 9 9 - 1 9 0 3 3 3 1e x p o s i t oe ，g o n z a l e zj ，g a r c i av ，u s eo fag a s d i f f u s i o ne l e c t r o d ea sa n o d ei nt h e e l e c t r o c h e m i c a ls y n t h e s i so f l - e y s t e i n e ze l e c t r o c h e m s o c ，2 0 0 1 ，1 4 8 ( 3 ) ：d 2 4 - d 2 8 1 3 4 】马淳安，苏为科，王焕华，电化学还原合成对氨基苯酚的研究，撕冱r 学魇笋 掘1 9 9 2 ，2 0 ( 1 ) ：i - 7 【3 5 1 乔庆东，鄂利海，张巍，电化学合成对氨基苯酚，糖勿纪五1 9 9 5 ，1 2 ( 6 ) ：4 7 - 4 9 【3 6 】事保山，牛玉舒，翟玉春，硝基苯在发泡铜阴极上还原为对氨基苯酚，捞纫再丘互 西北师苑大擘项士季住论文 ，新型卡已肼衍生物的绿色合成方法 2 0 0 0 。4 ：2 1 3 2 1 6 【3 7 孙治荣，胡翔，胡万里等， 1 9 ( 2 ) ：1 0 8 - 1 0 3 3 8 一杨爱云，刘士英，曹光明， 1 4 7 1 5 2 间接电合成对甲基苯甲醛减废工艺，纪z 谬锯1 9 9 9 , 电化学氧化合成茴香醛畲砖纪髯1 9 9 5 ， 3 ( 2 ) ： 1 3 9 b a n mrm e y e rw h ，w e g n e rg ，n o v e lc a t i o nc o n d u c l o r sb a s e do i lr i g i d - r o d p o l y ( p - p h e n y l e n e ) s , p o l y m e r , 2 伽叽4 1 ：5 - 9 7 3 1 4 0 k a z u om ，s h u i c h il ，y o n e t s ula no v e v d e wo ft h er e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n to f s o l i dp o l y e re l e c t r o l y t eb a t t e r i e s ，e l e c t r o c h i m i a c t a , 2 0 0 0 , 4 5 ：1 5 0 1 1 5 0 8 4 l 】江军华，陈岚，吴秉亮，c u c - n a f i o n 复合电极上硝基苯的电化学还原，物理纪 孝学| 嬲1 9 9 8 ，1 4 ( 8 ) ：7 0 4 - 7 0 8 4 2 大森秀信，前田初男，三价9 化合物毒利用于| 5 电解合成詹气纪髯1 7 。 6 5 ( 8 ) ：6 2 2 - 6 2 6 4 3 1 s i b i l l e s ，r a t o v e l o m a n a n av 二p e r i c h o nle l e c u o c h e m i c a lc o n v e r s i o no f if u n c t i o n a l z e a l a r y lc h l o r i d e sa n db r o m i d e st o a r y l z i n cs p e c i e s , j c h e m s o 已c h e m c o m m u n l ，1 9 9 2 , ( 3 ) ：2 8 3 - 2 8 5 【4 4 】昆野昭则，有机电解反应：打廿墨光及矿磁场效果詹气纪尝1 9 9 9 ，e 7 ( 8 ) ： 8 6 8 - 8 7 0 【4 5 】钱生球，仿生化学对环境保护的影响缭色化学发希纣络会鲶_ 丈豸邑合肥：中国 科技大学出版社，1 7 ：7 6 7 8 4 6 唐丽灵，张铭让，绿色化学在制革中的作用露事纪乙1 9 9 9 ，1 6 ( 1 ) ：2 3 2 4 【4 7 1 王静康，龚俊波，鲍颖，2 1 世纪中国绿色化学与化工发展的思考，纪r 笋掘 2 0 0 4 ，( 1 2 ) ：1 9 4 5 - 1 9 4 9 【4 8 】r i t t c rs ，k ，c a t e nr e w a r d s ；c o m m i t t e 圯o nc h a l l e n g e sf o rt h ec b e m i c a ls c i e n c e si n t h e2 1 s tc e n t u r y , b e y o n dt h em o l e c u l a rf r o n t i e r , c h a l l e n g e sf o rc h e m i s t r ya n d c h e m i c a le n g i n e e r i n g , 2 0 0 3 ，( 1 5 ) ：5 4 2 5 5 ：0 4 2 7 0 【4 9 】梁芳珍，李学英，朱丽，刘红霞，浅谈碳酰肼及其应用毋衣彩久学绷自然稃学 绚，1 9 9 5 , 1 0 ( 2 ) ：2 2 9 - 2 3 1 【5 0 】k 嘲e ，w i l k i n s o nm ，t h ec h e m i s t r yo fc a r b o h y d r a z i d ea n dt h i o c a r b o h y d r a z i d e c h e m 船惦，1 9 7 0 ，7 0 0 ) ：1 1 1 1 4 9 【5 1 】粱芳珍，李学亳朱丽，支玎红霞浅谈碳酰肼及其应用以获痧右笋i 9 盯直稀群笋 西北师范大学项士学位论文新型卡巴肼衍生物的绿色合成方法 阚l ，1 9 9 5 ，1 0 ( 2 ) ：2 2 9 - 2 3 1 【5 2 】王正平，杨淑华碳酰胼制备及应用应用科簏2 0 0 2 ，2 9 ( 8 ) ：5 7 - 5 8 【5 3 】石振东，汤建文碳酸二甲酯合成卡巴肼的研究m i t m , 2 0 0 1 ，( 5 ) ：1 9 2 0 【5 q 董国君，t i e j l z ，张密林低温两步法合成炭酰肼的研究应漏傍卑镜2 0 0 2 ，2 9 ( 3 ) ： 5 4 - 5 5 。 【5 5 1 李贵贤水处理剂碳酰肼的合成掰纫纪互2 0 0 2 , 1 9 ( 回：3 3 63 3 8 1 5 6 c o s p e id 1 l ；k 吣垴i j c o p p e r - c a t a l y z c da u t o x i d a t i o no fc a r b o b y d r a z i d e - k i n e t i c sa n dm e c h a n i s m 掀e n g c h e m r e s ，1 9 9 0 , 2 9 ( 7 ) ：1 1 3 0 - 1 1 3 6 1 5 7 j 方景礼缓蚀剂的作用机理纪学通掘1 9 9 2 , ( 6 ) ：5 - 1 3 【5 8 】张澍声碳酰肼榜纫纪r j 营巍1 9 8 8 ，( 3 ) ：2 7 - 2 8 5 9 1 魏昭荣，吕春华，张建国，张同来碳酰肼及其在含能材科中的应用龙z 旃 1 9 9 8 ，( 1 ) ：3 8 - 4 2 ， 【6 0 1r a h n , ec ，s i g g i as ，c a r b o h y d r a z i d e 舔as o l i dl e d u c i 岵a g e n tf o rl e a c l i o l lg a s c h r o m a t o g r a p h y a r i a c h e m ，1 9 7 3 ，4 5 ( 1 4 ) ：2 3 3 6 - 2 3 3 9 5 1 1b i e l a w s k i , j ；n i e d e n z a , i lc y c l i cb o r o nd e r i v a t i v 船o fc a r b o h y d r a z i d e 1 柏r g c h e m 。 1 9 8 0 , 1 9 ：1 0 9 0 - 1 0 9 4 【5 2 】杨利，张建国，张同来，冯长根，都开北苦昧酸碳酰肼的制备和分子结构的研 究么岸荔学| 撼2 毗，( 3 ) ：6 6 - 6 8 。 【6 3 】李政，杨靖亚，环境友好合成1 ，5 二酰基卡巴肼，西毙够茬寿学哗匀窍f 直群私笋 石秒，z o o s , 4 1 ( 4 ) ：4 5 - 4 7 西北师范大学硕士学位论文新型卡己肼衍生物的绿色合成方法 第二章无溶剂条件下1 ，5 一二取代卡巴腙的合成 摘要：通过“绿色化学品”碳酸二甲酯与水合肼反应首先合成卡巴肼，然后在室温下， 采用无溶剂法，使其与劳香醛酮反应，高产率合成了1 7 种1 , 5 - - ：取代卡巴腙。该法 不使用有毒有害的有机溶剂，而且还具有反应条件温和、反应时间短、产率高、操作 简便等优点， 2 1 前言 “绿色化学气“环境温和化学”、“洁净技术”、。环境友好工程”等已成为近年来 使用率很高的词汇，这对传统化学提出了新的挑战化学家和化学界已把注意力集中 到从本源上减少甚至杜绝废弃物的产生，致力于合成手段的战略革新，于是绿色合成 便应运而生固态有机合成是绿色合成的重要组成部分，因为它不使用溶剂，并且在 反应速度、产率和选择性方面，均较溶液中有显著的优势【阐在传统的有机合成中， 有机溶剂是最常见的反应介质，因为他们能很好地溶解有机物、保证物料混合均匀和 热量交换稳定，有利于分子间的相互碰撞，提高反应产率。但是有机溶剂的毒性和难 以回收又成为对环境污染的主要因素。 一些研究结果表明，某些有机合成反应若没有溶剂的介入，无论在反应速度，产 物收率，还是反应选择性方面均较溶液法有显著优势。这是由于在固相反应中，反应 物分子受晶格控制，其运动状态受到了一定的限制，分子的扩散、反应体系的微环境 及反应物分子之间的相互作用方式等都与溶液中的反应不同【矗叼在无溶剂分子介入 条件下，反应体系微环境不同于溶液中，造成了反应部位的局部浓度提高，即提高了 反应速度，又提高了产率，并且反应物经研磨比表面积增大，使反应物分子问有更多 的机会进行接触，从而促进反应的进行四。 近几年来在实际利用固态反应进行有机合成方面取得了很大进展。最近t a n a k a 6 等，对固态有机合成反应进行了详细的综述，常见的一些有机反应均能在固相条件下 进行，如重排反应、氧化反应、还原反应、羟醛缩合反应、偶联反应、w i t t i n g 反应、 r e f o r m a s k y 反应、6 r i g n a r d 反应等 固态反应与溶剂反应相比，固态反应在较短时间内完成，产率较高，选择性专一； 反应过程中无溶剂的使用，既节约了成本，又减少了污染，也无需特殊的反应条件； 由于固态反应无需使用有机溶剂，这使得后处理较溶液反应简单，并且固态反应涉及 西北师范大学硕士学位论文新型卡巴肼衍生拍的绿色合成方法 面广，几乎涉及到各类反应。忻新泉等1 1 哪对固态反应的熟力学分析后提出，固态化学 反应一旦发生，就进行到底。转化率为1 0 0 。无疑，固态有机反应是实现有机合成绿 色化的重要途径，已引起了人们的极大关注有着广泛的应用前景。因此，研究固态有 机合成具有重大的理论意义和实践意义，已成为发展绿色化学与技术的新途径 西佛碱( s 吐证b 敝粼合物是含有- c = n - 基团的一类化合物，尤其是酰腙衍生物 拥有抗菌【n l ，抗结核嘲，抗惊厥，抗痉挛 1 3 , 1 4 1 等生物活性，而文献报道合成酰腙衍生 物的方法都是在液相中进行，固态反应到目前为止还未见文献报道过 本文将无溶剂固态反应应用于卡巴肼与芳香醛酮的缩合反应中，通过研磨反应制 得一系列未见文献报道的1 ，5 二取代卡巴腙。 2 2 实验部分 2 2 1 溶剂和试剂 对氧基苯甲醛，对n ，n 一二甲氨基苯甲醛，对溴苯甲醛，其它芳香醛；环戊酮； 环己酮；试剂和溶剂均为市售分析纯，溶剂使用前均干燥精制 2 2 2 实验仪器。 一 。 红外光谱仪 n i c o l c t a v a t a r 3 6 0 f r - i r 红外光谱仪( k b r 压片) l 核磁共振仪：a v a n c i - d 2 x - 4 0 0 型( d m s o - d 6 为溶剂，m e 4 s i 为内标) ； 质谱仪：h p - 5 9 8 8 型质谱仪； 熔点测定仪；x t - 4 型双目显微熔点仪( 北京电子光学仪器设计厂) ，温度计 未校正； 元素分析仪；用v 蹦o e l 型元素分析仪测定； 微波炉：改装家用微波炉( 7 0 0 w ) 2 2 3 实验操作 2 2 3 1 对烷氡基苯甲醛的制备： 肿o c h o r 者如o c h 。 r = q i kc i b ；c j 3 在1 0 0 r a l 圆底烧瓶中，加入6 0 r a l 丙酮，5 6 9 ( 0 0 4 t 0 0 1 ) 无水k 2 c 0 3 ，4 9 9 ( 0 0 4 m o i ) 对羟基苯甲醛，o 7 9 ( c h 3 ) 4 n b r ( 0 0 4 m o i ) ，再加入o 0 4m o t 正烷基溴，常温下搅拌 3 0m i n ：磁力搅拌，加热回流2 4 h 将体系冷却，过滤，滤液蒸去丙酮。加入6 0 m l 乙醚萃取，萃取液转入1 5 0 m l 分液漏斗；用饱和n 纠c 码溶液洗涤至洗涤液为无色，分 西北师范大学项士学值论文一新型卡己肼衍生物的绿色合成方法 取乙醚层，蒸去乙醚，得淡黄色油状液体，产率约为8 5 【嘲。 2 2 3 2 对n ，n 一二甲氨基苯甲醛制备： 喝刚。孕o l i # c ) 2 n q 明。 在装有滴液漏斗、回流冷凝管( 带氯化钙干燥管) 、温度计及磁力搅拌的1 0 0 m l 三口烧瓶中，加入溶剂苯1 2 m l 及0 0 5 m o ld i i a ( n ，n _ 二甲基苯胺) ，水浴冷却滴加 甲酰化试剂d 师，加毕，再冷却滴加催化剂p o c l 3 ，以水浴控制反应温度为4 5 。c 左 右并保持约2 小时，然后置于沸水浴中保持2 小时反应完毕，改为蒸馏装置，收集 7 7 。c - 8 0 。c 的馏分以及回收溶剂苯。待残留物冷却至室温，将其倾入冰水中，用1 0 n a 0 h 溶液慢慢中和至p h 约为6 2 ，静置，抽滤，水洗，干燥，得徽黄色对n ，n 一二甲氨 基苯甲醛晶体熔点为7 舒c _ 7 5 c ，产率8 0 1 1 日。 2 2 3 3 对溴苯甲醛的制备： 伽3雕 申寺审+ l t rb r 在装有恒压滴液漏斗，回流管、温度计、磁搅拌及尾气吸收管的2 5 0 m 1 三颈瓶中 加入对溴甲苯3 4 2 9 ( 2 0 n u n 0 1 ) ，在1 0 0 - 钨灯光照下，于1 0 5 c 二- 11 0 0 c 滴加液溴4 8 9 ( 0 0 3 u a u 0 1 ) ，滴加速度以溴颜色褪去为准，滴毕，保温搅拌反应1 5 h ，得淡黄色液 体混合物不用处理继续加入5