苯乙烯与亚硝酸叔丁酯反应生成α-硝基酮肟的研究

摘要

含氮芳香类化合物是目前开发最广泛的化合物之一，据统计在人类已知的上百万种有机化合物中有三分之一以上是含氮芳香化合物。因此，它是一种非常重要而且具有高附加值的有机化合物，在农药，医药，香料，染料，食品添加剂，橡胶助剂，合成材料等行业具有非常广泛的应用价值。而肟作为含氮化合物中的重要组成部分，在构建复杂结构的碳-碳、碳-杂原子键中一直扮演着重要角色，是化学工作者重点关注的领域之一。在先前报道的一些合成含氮芳香化合物的方法中，对实验的条件要求都比较苛刻，要么需要在较强的酸性条件下，要么需要一些过渡金属的参与，因此，不可避免的对环境也造成了一定的污染，从而限制了其发展。而我们发现了一种合成酮肟的新方法，其底物来源广泛，具有操作简单，反应条件温和、对环境友好等优点。
　　本论文主要介绍在二甲基亚砜和水做溶剂的条件下，不同取代基包括含给电子基或吸电子基的的烯烃与亚硝酸叔丁酯反应生成各种α-硝基酮肟，这为一些肟的合成提供了一种新的方法与思路，主要内容包括以下几个方面：
　　第一、本论文简单综述了近年来含氮类化合物特别是合成肟类反应所取得的最新研究进展。
　　第二、通过对水的用量、温度、溶剂以及苯乙烯与亚硝酸叔丁酯的配比用量等条件进行筛选，确定最优的反应条件：在空气条件下，1 equiv的苯乙烯和2 equiv的亚硝酸叔丁酯在水和二甲基亚砜作溶剂的条件下，室温反应12 h。
　　第三、在已获得的最优反应条件下，我们对底物进行扩展，研究不同取代基的烯烃与亚硝酸叔丁酯的反应，确定反应条件对不同底物的适用性，结果表明苯环上无论含有吸电子基还是给电子基，都取得了较好的产率，并且我们通过分析了解到所得的产物为Z/E的混合物，不同取代基的烯烃所得产物的Z/E比例不同。此外，根据反应中所产生的一些现象，提出一些合理的分析。最后根据已知文献和在实验室工作的基础上提出可能合理的反应机理并进行简要的解释。

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第1章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 由氮自由基合成含氮化合物的反应

1.2.1 酰胺氮自由基参与的反应

1.2.2 胺氮自由基参与的反应

1.2.3 亚硝基、硝基自由基参与的反应

1.3 其他方法合成的含氮化物

1.4 由烯烃参与的一些反应

1.5 含氮化合物的一些应用

1.6 本课题的研究目的与研究内容

第2章 芳烯与亚硝酸叔丁酯合成α-硝基酮肟反应的研究

2.1 引言

2.2 仪器和试剂

2.3 反应产物的确定

2.4 反应条件的确定

2.4.1 反应中水的用量的确定

2.4.2 反应温度的筛选

2.4.3 反应溶剂的筛选

2.4.4 反应中苯乙烯与亚硝酸叔丁酯配比用量的筛选

2.4.5 反应所需气体氛围的筛选

2.5 反应底物的拓展及其结果的讨论

2.6 反应机理的研究

2.7 典型的实验操作

2.8 目标化合物的合成与结构表征

结果与展望

参考文献

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

附录B 化合物谱图

致谢