μ-氧代四苯基双核铁卟啉一锅合成法的研究

摘要

本论文在本课题组前期工作的基础上,首先针对目前合成μ－氧代四苯基双核铁卟啉普遍存在的合成步骤繁琐、收率低等问题,采用一锅法以吡咯与芳香醛为起始原料成功地合成了一系列μ－氧代四苯基双核铁卟啉,最终得到一锅法合成卟啉的优化反应条件及较高收率。然后通过采用一锅法、三步合成法、两步加酸合成法分别合成了几种适宜合成的卟啉,对三种合成方法进行了比较,从而归纳出各种卟啉的适宜合成方法及优化反应条件,具体研究内容及结果如下:
　　 采用混合溶剂,以简化合成步骤为目的,本论文重点研究以吡咯与芳香醛为起始原料的一锅法,通过本方法合成了[TPPFe]2O、[T(p-Cl)PPFe]2O、[T(p-CH3)PPFe]2O和[T(p-OCH3)PPFe]2O四种μ-氧代四苯基双核铁卟啉,并分别探讨吡咯和芳香醛的环化时间、铁粉的用量、加入铁粉的时机以及反应温度等主要因素对合成收率的影响,通过优化反应条件以提高一锅法合成μ-氧代四苯基双核铁卟啉的收率,最终得到了一锅合成法合成[TRPPFe]2O的优化反应条件。结果表明,采用一锅合成法,避免了分离中间产物,目标物获得途径更加简捷,工艺流程大大简化,能耗显著降低。
　　 由于目前对双核金属卟啉的合成工艺及应用都有报道,但系统地研究μ-氧代双核金属卟啉的优化合成条件及其各种卟啉的合成规律还不多见。本论文分别采用三步合成法、两步加酸合成法及一锅法合成几种μ-氧代取代四苯基双核铁卟啉,其中环外取代基主要包括(o-,p-)Cl,CH3,OCH3等,对比研究了几种卟啉的主要合成方法。结果表明,三步合成法反应步骤繁琐,产物收率较低,一锅法具有效率高、能耗低、选择性高、条件温和、操作简便等特点,为革新传统的合成化学带来了新希望,开拓了新途径。最后,通过系统研究几种合成方法,从中归纳出了几种卟啉的适宜合成方法及优化反应条件。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 本课题的研究背景及意义

1.2 取代四苯基双核金属卟啉简介

1.2.1 μ-氧代四苯基双核金属卟啉在催化氧化方面的研究进展

1.2.2 μ-氧代四苯基双核金属卟啉催化氧化机理的研究

1.3 取代四苯基双核金属卟啉合成方法的研究

1.3.1 三步合成法

1.3.3 两步合成法

1.4 本论文研究的主要内容

1.4.1 研究内容

1.4.2 研究方案

1.5 本章小结

第2章 实验部分

2.1 实验所用主要化学试剂和设备的名称、规格、生产厂家

2.1.1 实验所用主要化学试剂的名称、规格、生产厂家

2.1.2 实验所用主要仪器及设备

2.2 一锅法合成取代四苯基双核铁卟啉

2.2.1 无取代μ-氧代四苯基双核铁卟啉的合成

2.2.2 μ-氧代对氯四苯基双核铁卟啉的合成

2.2.3 μ-氧代对甲基四苯基双核铁卟啉的合成

2.2.4 μ-氧代对甲氧基四苯基双核铁卟啉的合成

2.3 一锅法合成条件的优化

2.3.1 吡咯与芳香醛环化时间对收率的影响

2.3.2 铁粉加入时机对收率的影响

2.3.3 铁粉用量对收率的影响

2.3.4 反应温度对收率的影响

2.4 一锅法与三步法和两步加酸合成法的比较

2.4.1 传统的三步合成法合成卟啉

2.4.2 两步加酸合成法合成卟啉

2.4.3 一锅法合成卟啉

2.5 取代四苯基双核铁卟啉的红外光谱分析

2.6 取代四苯基双核铁卟啉的紫外—可见光谱分析

2.7 取代四苯基双核铁卟啉的元素分析

2.8 本章小结

第3章 结果与讨论

3.1 一锅法合成条件的优化

3.1.1 吡咯和芳香醛的环化时间对收率的影响

3.1.2 铁粉的加入时机对收率的影响

3.1.3 铁粉用量对收率的影响

3.1.4 反应温度对收率的影响

3.2 一锅法与三步法和两步加酸合成法的比较结果

3.3 取代四苯基双核铁卟啉化合物的结构表征

3.3.1 红外光谱测试结果与讨论

3.3.2 紫外—可见光谱测试结果与讨论

3.3.3 μ-氧代四苯基双核铁卟啉的元素分析数据

3.4 本章小结

结论与展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间取得的成果

致谢