二茂铁基二氢吡喃类化合物的合成与表征

摘要

二茂铁是一种具有独特的夹心结构以及芳香族性质的有机过渡金属化合物,自1951年首次合成二茂铁以来便吸引了大批科研工作者对其进行研究,经过多年的探索,发现二茂铁及其衍生物在医药学、材料学、不对称催化、液晶材料等领域有着广泛的应用前景。然而随着化学工业的迅猛发展,最大限度的提高目标产物的产量逐渐成为化工行业进步的基本要求,这就使得我们面临着一个全新的挑战,那就是如何在实验过程中做到既能使原料分子中的每一个原子都得到最好的利用,又能尽可能的减少副产物的产生或使副产物为零。当然二茂铁衍生物的合成也不例外。于是具有耗时短、产率高以及原子经济性等众多优点的多组分反应( MCR)吸引了我们的目光。通过查阅文献发现,取代二氢吡喃制备困难,因此关于这类化合物的合成报道较少,而含有二茂铁基的吡喃类化合物未有报道。本文首先利用多组分反应结合二茂铁类化合物骨架的特点,设计在不同反应介质中,由乙烯基二茂铁、β-二羰基类化合物及37％甲醛水溶液构建了一系列新型含有二茂铁基的二氢吡喃类化合物,反应在近室温、无需催化剂的条件下便可顺利进行,成功的将二茂铁基团引入到了吡喃环中,且用时短、产率高,水分子是唯一的副产物,兼具多组分反应原子经济性和绿色化学环境友好的优点。我们采用熔点、元素分析、FT-IR、MS、1H NMR和13C NMR等方法对所合成的9种二茂铁基二氢吡喃类化合物进行了组成和结构表征,采用 X-射线衍射对化合物3化合物4进行了分子与晶体结构测定。
　　在此基础上,我们尝试了在弱酸性条件下亲核试剂进攻二茂铁基二氢吡喃的开环反应。通过研究发现,吲哚作为亲核试剂可以有效的完成该开环反应,且高产率的得到了同时带有吲哚基团和双羰基的二茂铁衍生物,甲基2-乙酰基-5-(1H-吲哚-3-基)-5-二茂铁基戊酸酯(9),并采用熔点、元素分析、FT-IR、MS、1H NMR和13C NMR等方法对化合物9进行了组成和结构表征。

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第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 吡喃类衍生物的研究进展

1.3 含有二茂铁基杂环化合物的研究进展

1.4 吲哚参与的化合物开环反应的研究进展

1.5 课题意义及研究内容

第二章 实验部分

2.1 试剂与仪器

2.2 初始原料的合成方法

2.3 二茂铁基二氢吡喃类化合物的合成方法

2.4 二茂铁基二氢吡喃类化合物的开环反应方法

2.5 化合物的表征

第三章 结果与讨论

3.1 初始原料的合成

3.2 多组分反应构建二茂铁基二氢吡喃类化合物的绿色合成

3.3 二茂铁基二氢吡喃类化合物开环反应研究

第四章 结论和展望

4.1 结论

4.2 展望

参 考 文 献

附录

致谢