1，4-二氧杂螺[4.5]癸烷-8-酮的合成

摘要

1,4-二氧杂螺[4.5]癸烷-8-酮是具有双官能团的重要有机合成原料,被广泛地应用于医药中间体、液晶材料和农药中间体的合成.本文通过对比分析现有的多种1,4-二氧杂螺[4.5]癸烷-8-酮合成路线的优缺点,选择了酸性溶液中选择性水解1,4,9,12-四氧杂二螺[4.2.4.2]十四烷的方法进行研究,对在醋酸催化下水解的选择性提出了可能的解释,并对该方法的工艺条件进行了改进.在此基础上,对醋酸水溶液中选择性水解1,4,9,12-四氧杂二螺[4.2.4.2]十四烷的动力学进行了测试. 实验结果表明,以冰醋酸作催化剂,V(冰醋酸):V(H<,2>O)=5:1的溶液作为反应介质,反应浓度为0.05g/mL,反应温度为65℃时,反应时间由15h缩短为约11min,产物的色谱收率由65﹪提高到80﹪.反应动力学研究表明,醋酸水解反应符合准一级反应动力学模型,其反应活化能为122.65kJ/mol. 基于绿色化学的考虑,本文进一步考察了以阳离子交换树脂代替醋酸作为催化剂的可能性,结果表明以羧酸型阳离子交换树脂D152作为选择性去缩酮的催化剂,在75℃水溶液中反应160min,转化率为89﹪,选择性为77﹪.虽然一次收率略低,但是该反应无需有机溶剂,可直接在水溶液中进行,并且反应条件温和,无酸腐蚀和污染问题,后处理简单,催化剂无需处理可重复使用多次,生成的副产物1,4-环己二酮可用乙二醇缩酮化后重新进入反应循环,提高其总收率. 通过熔点分析、红外光谱分析和核磁共振谱图分析等一系列分析方法验证了所合成的产物为目标产物1,4-二氧杂螺[4.5]癸烷-8-酮.

目录

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第一章文献综述

1.1概述

1.1.1 1,4-二氧杂螺[4.5]癸烷-8-酮的性质

1.1.2 1,4-二氧杂螺[4.5]癸烷-8-酮用途

1.2 工艺评述

1.2.1对环己二醇氧化法

1.2.2 1，4-环己二酮法

1.2.3对甲氧基苯酚法

1.2.4呋喃甲醛法

1.3固体酸催化

1.3.1固体酸催化剂的分类

1.3.2阳离子交换树脂

1.4本文的工作

第二章实验部分

2.1实验原料及仪器

2.1.1实验原料

2.1.2实验设备及检测仪器

2.2实验方法及步骤

2.2.1双缩酮的制备

2.2.2酸性水解双缩酮

2.2.3水解反应动力学的测定

2.2.4阳离子交换树脂催化下水解双缩酮

2.3阳离子交换树脂的表征

2.3.1阳离子交换树脂的交换容量的测定

2.3.2阳离子交换树脂的比表面积的测定

2.4分析方法

2.4.1标样的制备

2.4.2样品分析

第三章结果与讨论

3.1羰基的保护和去保护

3.1.1羰基的保护和去保护的方法

3.1.2酸性下水解双缩酮的反应机理

3.2醋酸水解法改进

3.2.1 工艺路线及工艺条件初探

3.2.2初步实验和产物的确认

3.2.3工艺条件的优化

3.2.4稳定实验

3.2.5 小结

3.3动力学测试和选择性机理讨论

3.3.1动力学拟合结果

3.3.2结果分析

3.4固体酸催化

3.4.1各种树脂的物理和化学性质

3.4.2工艺路线及工艺条件初探

3.4.3初步实验和产物的确认

3.4.4工艺条件的优化

3.4.5催化剂重复使用的性能测试

第四章结论

参考文献

发表文章与参加科研情况

附 录

致 谢