2-甲基吡啶氮氧化物氧化及查尔酮的合成研究

摘要

近年来，NHPI被用于烃类催化氧化的仿生催化体系来进行研究。NHPI是一种从C-H键上夺取氢来有效地催化有机物的催化剂，其在催化过程中容易产生自由基，因为它含有N-O-H键，该自由基能对C-H键进行活化，从而提高反应转化率。NHPI因在有机物的催化氧化中有普遍的应用实用性而得到广泛研究，但NHPI单独作为催化剂使用时通常催化效果并不理想，需要加入合适的助催化剂共同作用来提高催化效率。
　　本文使用的salen配体是邻苯二胺与水杨醛缩合而成的一种化合物。首先合成了邻苯二胺缩水杨醛配体，并通过红外、1H-NMR等手段进行了表征，然后又合成了邻苯二胺缩水杨醛钴配合物及邻苯二胺缩水杨醛锰配合物，并将其应用于有机氧化反应中。
　　通过对几种助催化剂的筛选，选定邻菲哕啉钴配合物作为助催化剂。用NHPI和邻菲哕啉钴配合物作为催化体系，分子氧作为氧化剂来催化氧化2-甲基吡啶氮氧化物，并从反应时间、反应温度、邻菲啰啉钴配合物的用量、NHPI的用量及溶剂的选择等几个方面对反应条件进行筛选。
　　Cosalen可以应用于乙苯的催化氧化中，通过对反应时间、反应温度及NHPI用量等反应条件的筛选，得出相对较优的实验条件。结合该实验条件，采用一锅法的方法，将乙苯和苯甲醛作为底物合成查尔酮，并从反应时间、反应温度、Cosalen的用量、NHPI的用量、L-脯氨酸用量及溶剂等几个方面对反应条件进行筛选，优化之后的条件得到查尔酮的收率可以达到40.9％。用苯甲醛的衍生物作为底物，采用筛选出的最优条件合成了几种查尔酮的衍生物，发现该反应体系对部分苯甲醛衍生物同样适用。

目录

声明

摘要

第一章 引言

1．1 分子氧在催化氧化反应中的研究

1．1．1 锰金属的氧化物作为氧化剂

1．1．2 氧气作为氧化剂

1．2 NHPI作为催化剂的研究进展

1．2．1 NHPI简介及作用机理

1．2．2 NHPI与含金属的助催化剂的催化系统的研究

1．2．3 NHPI与非金属助催化剂的催化体系

1．3 2-吡啶甲醛的简介及制备方法

1．3．1 2-吡啶甲醛的简介

1．3．2 2-吡啶甲醛的制备方法

1．4 查尔酮的应用及合成

1．4．1 查尔酮的应用

1．4．2 查尔酮的合成

1．5 本课题的意义

第二章 2-甲基吡啶氮氧化物催化氧化的研究

2．1 引言

2．2 实验主要仪器

2．3 实验主要药品

2．4 助催化剂的合成

2．4．1 salen配体的合成

2．4．2 salen金属配合物的合成

2．4．3 邻菲啰啉钴配合物的合成

2．5 邻菲啰啉钴配合物催化性能的研究

2．5．1 2-甲基吡啶氮氧化物催化氧化实验步骤和操作

2．5．2 液相色谱仪的详细参数

2．5．3 混合氧化产物的定性分析

2．5．4 混合氧化产物的定量分析

2．6 2-甲基吡啶氮氧化物的氧化研究

2．6．1 不同助催化剂的选择

2．6．2 时间对反应的影响

2．6．3 温度对反应的影响

2．6．4 无机盐添加剂对反应的影响

2．6．5 NHPI用量对反应的影响

2．6．6 邻菲啰啉钴配合物用量对反应的影响

2．6．7 TBHP用量对反应的影响

2．6．8 溶剂对反应的影响

2．7 本章小结

第三章 查尔酮类化合物的合成

3．1 引言

3．2 实验主要药品

3．3 实验主要仪器

3．4 乙苯的氧化

3．4．1 标准工作曲线的绘制

3．4．2 乙苯的氧化研究

3．5 查尔酮的合成

3．5．1 混合产物的定性分析

3．5．2 混合产物的定量分析

3．5．3 查尔酮的合成探究

3．6 苯甲醛衍生物的影响

3．7 本章小结

第四章 结论

参考文献

附录

致谢