咪唑-4(5)-取代基系列化合物的合成研究

摘要

本文以咪唑等为原料，合成了咪唑-4(5)-取代基系列化合物，并对相关产品进行了表征。
　　 以混酸作为硝化试剂，与咪唑反应制得了4-硝基咪唑，收率为91.2％。最佳反应条件为:n（咪唑）∶n（95％发烟硝酸）∶n（20％发烟硫酸）=1.0∶1.4∶3.5，在60℃下滴加完混酸后，将温度提升至80℃，继续搅拌反应1.5h。
　　 以丙酮醛、甲醛、氨水为基本原料制备4-甲基咪唑，收率为70.7％。最佳反应条件为:n（丙酮醛）∶n（甲醛）∶n（草酸铵）=1.0∶1.1:1.3，控制pH为3左右，在60℃下反应2.5h。
　　 在碱性条件下用碘将咪唑碘化制得4，5-二碘咪唑，再与亚硫酸钾反应脱碘生成1H-咪唑-4-碘。首先n（咪唑）∶n（碘）∶n（氢氧化钠）=1.0∶2.5∶5.0，常温下搅拌反应3h，收率为84.4％。然后n(4，5-二碘咪唑)∶n（亚硫酸钾）=1:7，100℃下搅拌反应8h，收率为71.4％。
　　 以邻苯二胺为原料，与甲酸环合生成苯并咪唑，当n（邻苯二胺）∶n（甲酸）=1.0∶1.5时，收率80.7％。接着苯并咪唑被双氧水氧化为咪唑-4，5-二羧酸，称取5g苯并咪唑溶于40mL浓硫酸，100℃下滴加30％双氧水45mL，140℃下反应1h，产率84.9％。最后咪唑-4，5-二羧酸发生脱羧反应生成1H-咪唑-4-甲酸。5g咪唑-4，5-二羧酸，170mL乙酸酐，于110℃下反应7.5h，收率为69.8％。
　　 分别通过常规酯化法和氯化亚砜法制备1H-咪唑-4-甲酸乙酯。常规酯化法:在5mL浓硫酸的催化下，5g1H-咪唑-4-甲酸与50mL乙醇回流搅拌16h，收率为71.0％。氯化亚砜法:5g1H-咪唑-4-甲酸与50mL乙醇混合，小心滴加6mL氯化亚砜，回流搅拌6h，收率为78.6％。
　　 采用氢化铝锂还原酯的方法制备4-羟甲基咪唑。最佳反应条件为:2.8g的1H-咪唑-4-甲酸乙酯与0.9g氢化铝锂在常温下搅拌反应1h，收率为65.9％。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 咪唑简介

1．1．1 环的互变异构

1．1．2 与亲电试剂的反应

1．1．3 与亲核试剂的反应

1．2 4(5)-硝基咪唑

1．2．1 4(5)-硝基咪唑的合成方法

1．2．2 4(5)-硝基咪唑的用途

1．3 4(5)-甲基咪唑

1．3．1 4(5)-甲基咪唑的合成方法

1．3．2 4(5)-甲基咪唑的用途

1．4 1H-咪唑-4(5)-碘

1．4．1 1H-咪唑4(5)-碘的合成方法

1．4．2 1H-咪唑-4(5)-碘的用途

1．5 1H-咪唑-4(5)-甲酸

1．5．1 1H-咪唑-4(5)-甲酸的合成方法

1．5．2 1H-咪唑-4(5)-甲酸的用途

1．6 1H-咪唑-4(5)-甲酸乙酯

1．6．1 1H-咪唑-4(5)-甲酸乙酯的合成方法

1．6．2 1H-咪唑-4(5)-甲酸乙酯的用途

1．7 4(5)-羟甲基咪唑

1．7．1 4(5)-羟甲基咪唑的合成方法

1．7．2 4(5)-羟甲基咪唑的用途

1．8 现有研究中的不足

1．9 本论文的主要目的和内容

2 4-硝基咪唑的合成

2．1 化学反应方程式

2．2 实验部分

2．2．1 实验仪器及试剂

2．2．2 实验方法

2．3 结果与讨论

2．3．1 混酸配比对反应的影响

2．3．2 硝酸的用量对实验的影响

2．3．3 反应温度对实验的影响

2．3．4 反应时间对实验的影响

2．3．5 反应机理

2．4 产物的表征及小结

3 4-甲基咪唑的合成

3．1 化学反应方程式

3．2 实验部分

3．2．1 实验仪器及试剂

3．2．2 实验方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 原料配比对反应的影响

3．3．2 草酸铵用量对反应的影响

3．3．3 反应温度对反应的影响

3．3．4 pH和反应时间对反应的影响

3．3．5 反应机理

3．4 产物的表征及小结

4 1H-咪唑-4-碘的合成

4．1 化学反应方程式

4．2 实验部分

4．2．1 实验仪器及试剂

4．2．2 实验方法

4．3 结果与讨论

4．3．1 4，5-二碘咪唑的合成

4．3．2 1H-咪唑-4-碘的合成

4．3．3 反应机理

4．4 产物的表征及小结

5 1H-咪唑-4-甲酸的合成

5．1 化学反应方程式

5．2 实验部分

5．2．1 实验仪器及试剂

5．2．2 实验方法

5．3 结果与讨论

5．3．1 苯并咪唑的合成

5．3．2 咪唑-4，5-二羧酸的合成

5．3．3 1H-咪唑-4-甲酸的合成

5．3．4 反应机理

5．4 产物的表征及小结

6 1H-咪唑-4-甲酸乙酯的合成

6．1 化学反应方程式

6．2 实验部分

6．2．1 实验仪器及试剂

6．2．2 实验方法

6．3 结果与讨论

6．3．1 常规酯化法的结果与讨论

6．3．2 氯化亚砜法的结果与讨论

6．3．3 反应机理

6．4 产物的表征及小结

7 4-羟甲基咪唑的合成

7．1 化学反应方程式

7．2 实验部分

7．2．1 实验仪器及试剂

7．2．2 实验方法

7．3 结果与讨论

7．3．1 不同溶剂对反应的影响

7．3．2 还原剂用量对反应的影响

7．3．3 反应机理

7．4 产物的表征及小结

8 总结

致谢

参考文献

附录