可见光诱导有机染料催化合成芳基膦酸酯和芳基膦酰肼的反应研究

摘要

芳基膦酸酯类化合物可作为抑制剂、阻燃剂、材料和农用化学品,广泛应用在生物医药材料等领域。目前合成芳基膦酸酯类化合物的传统方法大多为过渡金属催化卤代芳烃和氢亚磷酸酯或三烷基亚磷酸酯反应。但是该类反应往往不能避免使用昂贵的且有潜在毒性的过渡金属，因而发展更加绿色、环境友好的合成方法是有机化学领域追求的目标。 可见光作为可循环利用的绿色能源，利用其来促进有机合成反应是一种实现绿色合成的重要途径。事实上，大部分的有机化合物不能有效吸收可见光，因此往往需要向反应体系中加入光敏剂。目前报道较多的光敏剂包括贵金属钌、铱和联吡啶的配合物以及有机染料。尽管贵金属光敏剂联吡啶钌和联吡啶铱可以高效地催化有机合成反应，但是它们商品化的种类较少，价格昂贵并有一定的毒性。相比较而言，有机染料更加便宜，毒性较低且易于操作。 目前利用可见光促进合成芳基膦酸酯的方法大多采用贵金属光敏剂联吡啶钌或联吡啶铱配合物作光催化剂来实现，不仅反应成本高，光敏剂合成步骤繁琐且反应后产生的金属残留难以除去。基于此，本研究发展了一种新型的以有机染料作光催化剂催化合成芳基膦酸酯和芳基膦酰肼的新方法。所发展的合成方法具有以下显著优点：（1）可循环利用的可见光或太阳光作光源；（2）廉价无毒的有机染料作光敏剂；（3）无金属的温和反应条件；（4）空气中的氧气作氧化剂；（5）一锅煮的实验操作；（6）适用于克级制备。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 有机磷化合物的合成进展

1.1.1 有机膦酸酯类化合物的合成进展

1.1.2 有机膦酰肼类化合物的合成进展

1.2 芳基肼类化合物的合成应用

1.3 可见光催化有机磷化合物的进展

1.4 课题研究的设计及意义

第二章 可见光催化芳基膦酸酯类化合物的合成

2.1 引言

2.2 仪器和试剂

2.2.1 实验仪器

2.2.2 试剂

2.3 实验条件的优化

2.3.1 光敏剂种类的筛选

2.3.2 碱的种类筛选

2.3.3 溶剂的筛选

2.3.4 光源和反应时间的筛选

2.3.5 温度的筛选

2.3.6 光敏剂和碱的用量筛选

2.3.7 优化后的反应条件

2.4 底物的拓展

2.5 太阳光下的放大实验

2.6 实验机理的探究

2.6.1 控制实验

2.6.2 明暗实验

2.6.3 荧光淬灭实验

2.6.4 实验机理

2.6.5 实验机理的验证

2.7 目标化合物的结构表征

2.8 本章小结

第三章 可见光催化膦酰肼类化合物的合成

3.1 引言

3.2 仪器和试剂

3.3 实验条件的优化

3.3.1 光敏剂种类的筛选

3.3.2 碱的种类筛选

3.3.3 溶剂的筛选

3.3.4 光源和时间的筛选

3.3.5 光敏剂和碱的用量筛选

3.3.6 优化后的反应条件

3.4 底物的拓展

3.5 实验机理

3.6 目标化合物的结构表征

3.7 本章小结

第四章 结论

参考文献

附图

个人简历

在校期间发表的学术论文与研究成果

致谢