卤代苯的芳香亲核取代反应及其反应机理的探讨

摘要

卤代苯的芳香亲核取代反应是一种重要的有机合成方法，具有广泛的应用价值。本文对芳香亲核取代反应的应用和常见的反应机理进行了综述，设计了四种亲核试帮(α-氰基乙酸乙酯，乙酰乙酸乙酯，2-甲基乙酰乙酸乙酯和N-甲基哌嗪)分别和一系列的活化芳基卤代物的亲核取代反应。 首先，通过一些常用的方法合成出一系列的含有活化基团的卤代苯，在此基础上选取4-氯-3-硝基苯腈作为模板反应的底物，分别以乙酰乙酸乙酯和N-甲基哌嗪作为亲核试剂，对反应的溶剂、温度及碱的种类及用量进行优化，得到理想的反应条件。 在此基础上，分别用上述四种亲核试剂与活纯的卤代苯反应，考察了活化基团以及离去基团(氟、氯、溴)对亲核取代反应的影响，同时对四种亲核试剂的亲核能力进行了比较。得到2-甲基乙酰乙酸乙酯在碱作用下烯醇氧负离子亲核取代的产物，发现了一种比较新颖的制备芳氧基取代的α，β-不饱和酯的方法。 根据实验现象及结论，对上述四类反应的历程进行了初步的探讨，发现它们都具备双分子加成消除历程的特征。重点考察了α-氰基乙酸乙酯的亲核取代历程，发现其既符合双分子加成消除机理，也具有单电子自由基的特征，从而提出了一种新的亲核取代机理-自由基加成消除历程(SRMAr历程)。 同时，我们还得到了一系列的新颖的亲核取代产物，部分化合物的结构通过核磁共振氢谱得到确认。

目录

文摘

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声明

第一章文献综述

1.1引言

1.2芳香亲核取代反应与芳香亲电取代反应的对比

1.3芳香亲核取代反应的种类

1.3.1卤原子被取代的芳香亲核取代反应

1.3.2碘鎓基及二氧碘基被取代的芳香亲核取代反应

1.3.3硝基被取代的芳香亲核取代反应

1.3.4酯基被取代的芳香亲核取代反应

1.3.5烷氧基及芳氧基被取代的芳香亲核取代反应

1.3.6巯基、烷硫基及芳硫基被取代的芳香亲核取代反应

1.3.7磺酸基、磺酰基被取代的芳香亲核取代反应

1.3.8氨(胺)基被取代的芳香亲核取代反应

1.4芳香亲核取代反应的机理

1.4.1单分子芳香亲核取代(SN1Ar)机理

1.4.2双分子芳香亲核取代机理-加成消除机理

1.4.3芳香亲核取代苯炔机理-消除加成机理

1.4.4自由基链式反应(SRN1)机理

1.5芳香亲核取代的应用

第二章课题设计

2.1引言

2.2反应条件的优化

2.3卤代苯亲核取代反应的研究

第三章实验药品和仪器

3.1药品来源及规格

3.2实验分析方法与仪器

第四章底物的制备与反应条件的优化

4.1反应原料的制备

4.2反应可行性研究及反应条件的优化

4.2.1溶剂的选择

4.2.2碱催化剂的选择

4.2.3N-甲基哌嗪作为亲核试剂反应条件的优化

第五章实验与结果讨论

5.1卤代苯与氰基乙酸乙酯的亲核取代反应

5.1.1实验部分

5.1.2结果与讨论

5.1.3结论

5.2卤代苯与乙酰乙酸乙酯的亲核取代反应

5.2.1实验部分

5.2.2结果与讨论

5.2.3结论

5.3卤代苯与2-甲基乙酰乙酸乙酯的亲核取代反应

5.3.1实验部分

5.3.2结果与讨论

5.3.3结论

5.4卤代苯与N-甲基哌嗪的亲核取代反应

5.4.1实验部分

5.4.2结果与讨论

5.4.3结论

第六章论文结论

参考文献

发表论文和科研情况说明

附录部分代表性化合物的1H-NMR谱图

致谢