α，β-不饱和二氰基烯烃参与合成多取代苯方法的研究

摘要

多取代苯以及多取代芳香族化合物是一类非常重要的化合物，它们广泛的应用于生产、实验、医药、化工等诸多领域。由于芳香族化合物的结构特点和化学性质，多取代苯的合成是十分困难的，尤其是合成多官能团和有区域选择性的多取代苯及其衍生物。因此，人们对于合成多取代苯及其衍生物的研究始一直很感兴趣，研究和合成多取代苯以及它们的衍生物成了很多科研小组研究的目标。 首先，我们研究了α，α-二氰基烯烃与α，β不饱和硝基化合物进行加成反应，在对加成产物的进一步研究时发现，在更强的碱性条件下，加成产物会发生分子内亲核加成反应，形成一个六元环，经过一系列的反应后得到多取代苯类化合物。经过NMR、IR、HRMS和单晶X-ray等对其进行结构表征，证明了得到的新化合物为多取代的苯环。发现合成多取代苯环的新反应后，又对反应条件以及反应所用的碱进行了筛选和优化。通过优化后得出，在乙醇钠作碱(100％)，乙腈为溶剂，反应温度为120℃的条件下，此反应的产率最高(76％)。 其次，我们接下来又研究了一锅法合成多取代苯，直接以α,α-二氰基烯烃与α’β-不饱和硝基化合物进行加成反应，所得产物不经分离，直接加入100％乙醇钠进行回流缩合反应，最后以74％的收率得到多取代苯。得到几种多取代苯后，又对其应用作了研究，重点研究了它们的液晶应能，发现我们得到的多取代苯类化合物很可能是一类新型液晶分子或是其前体化合物。通过对一锅法合成多取代苯的研究，建立了一种从醛、酮出发最终得到多取代苯的方法。 最后，对多取代苯类化合物4b、4m、4k进行了晶体结构的研究，在这三个晶体中，都存在N--H…N氢键，并通过分子间的两条N-H…N氢键把两个分子连接成二聚体。晶体4b中还存在N—H…O氢键，通过两条氢键相互作用把分子连接成一维的链式结构。晶体4m中存在C_H…π作用，并且通过C—H…π作用把分子连接成一个柱状螺旋结构。通过氢键和C—H…π作用把分子组装成三维的网络结构。晶体4k中存在C—H…O氢键，通过C—H…O氢键作用把分子连成一维链式结构。在晶体4k中还存在C-H…π作用，并与N—H…N氢键作用使分子形成一维链式结构。通过对合成的多取代苯类化合物晶体的研究，确定了它们的结构，并了解了他们内部分子的排列。 通过对α，α-二氰基烯烃与α，β-不饱和硝基化合物进行加成反应的研究以及一锅法合成多取代苯的研究，提供了一种合成多取代苯及其衍生物的新的方法，实现了在温和条件下制备多取代苯的反应。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章多取代芳香族化合物合成方法简述

1.1多取代芳基化合物的重要用途

1.1.1液晶分子

1.1.2有机电致发光材料

1.1.3药物及药物中间体

1.2多取代苯的直接合成

1.2.1亲电取代合成多取代苯

1.2.2苯环的亲核反应

1.3金属有机化合物参与的合成多取代芳基化合物

1.4光化学法合成多取代芳基化合物

1.5环加成反应

1.5.1[3+3]环加成反应

1.5.2[4+2]环加成反应

1.5.3[5+1]环加成反应

1.5.4[2+2+2]环加成反应

1.5.5[2+2]环加成反应

1.6其他合成多取代苯的方法

1.7多取代联苯、多联苯的合成方法

1.7.1 Kumada偶联反应

1.7.2 Suzuki偶联反应

1.7.3 Still偶联反应

1.7.4 Negish偶联反应

总结

第二章α，β-不饱和二氰基化合物参与合成多取代苯的研究

2.1仪器和试剂

2.2实验内容

2.2.1 α，α-二氰基烯烃的合成

2.2.2 α，β-硝基烯烃的合成

2.3α，α-二氰基烯烃的烯丙位加成反应的介绍

2.4有机碱催化的α，α-不饱和二氰基化合物与β-硝基烯烃的Michael加成反应

2.5新课题的提出

2.5.1对α，α-二氰基烯烃与α，β-不饱和硝基化合物的加成条件的优化

2.5.2合成多取代苯研究的研究

2.5.3一锅法合成多取代苯的方法的探索

2.5.4反应机理的探讨

2.6多取代苯类化合物应用的简单研究

第三章多取代苯衍生物的晶体结构研究

3.1单晶的培养

3.2晶体结构的测定

3.3结果与讨论

3.3.1化合物4b的晶体结构C15H13N3O2

3.3.2化合物4m的晶体结构C17H11N3O3

3.3.3化合物4k的晶体结构C22H17N3O3

第四章结论

4.1基本结论

4.2本论文的主要创新点

4.3有待于进一步研究的问题

参考文献

附图

致谢

攻读学位期间的研究成果