新型咔唑类Schiff碱的合成与性能研究

论文摘要

Schiff碱是一类含有亚胺或甲亚胺（-C=N-）特征基团的有机化合物。由于其具有较强的配位能力、多样的配位形式、广泛的生物活性和良好的光学性质等特点,在医药、催化和功能材料等方面得到了广泛应用,从而引起了国内外科技工作者的研究兴趣。本文设计并合成了15个新型含咔唑基Schiff碱,通过核磁氢谱、质谱、元素分析及红外光谱等分析方法对其进行了结构表征。其研究工作主要包括:（1）以咔唑和天然氨基酸为原料,合成了手性氨基醇和3-乙酰基-N-乙基咔唑两类中间体,并通过无溶剂法缩合,合成了6种新的含咔唑基手性氨基醇Schiff碱。对3-甲酰基-N-乙基咔唑中间体的合成条件进行了探索,发现N-乙基咔唑与POCl3和DMF的摩尔比为1:10:10时,单甲酰化的产率最高。首次通过无溶剂法合成出了新型手性氨基醇类Schiff碱,研究了THF、无水乙醇、冰醋酸和无水乙醇-冰醋酸等溶剂体系以及无溶剂体系对目标手性氨基醇Schiff碱产率的影响。通过实验探究,发现采用溶剂体系时,反应条件温和,但目标手性氨基醇Schiff碱难于提纯;采用无溶剂法合成目标手性氨基醇Schiff碱,缩短了反应时间,无需添加催化剂,用混合溶剂重结晶便能使产物与杂质分离,纯度和产率颇高。当反应时间为40min、反应温度为95℃时大部分目手性氨基醇标Schiff碱的合成产率可达87%以上。研究了氨基醇的结构对目标手性氨基醇Schiff碱的紫外光谱和发光性能的影响。发现氨基醇的结构对目标手性氨基醇Schiff碱的荧光光谱有明显的影响。通过荧光光谱分析发现Schiff碱L1的发光性能最好,其主要原因为苯丙氨醇存在芳环,使其分子结构具有良好的共轭性,增强了它的能量传递效率,导致其荧光强度增加。（2）以咔唑、2-萘酚、水杨酸甲酯、对硝基苯甲酸、苯甲酸乙酯为原料,合成出了9个新的含咔唑基双酰腙类Schiff碱。探究了N-烷基咔唑的Friedel—Crafts酰基化反应和目标双酰腙类Schiff碱的合成条件,发现当N-烷基咔唑、乙酰氯和催化剂的摩尔比为1:5:4时,3,6-二乙酰基-N-烷基咔唑中间体的产率最高;当无水乙醇与冰醋酸的体积比为10:2时,目标双酰腙类Schiff碱的产率最高。研究了目标酰腙类Schiff碱的光谱性能,发现Schiff碱L7和L8具有较好的荧光性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 SCHIFF 碱的国内外研究概况
• 1.2 SCHIFF 碱的反应机理与合成方法
• 1.2.1 Schiff 碱的合成反应机理
• 1.2.2 Schiff 碱的合成方法
• 1.3 SCHIFF 碱的分类
• 1.3.1 缩胺类
• 1.3.2 腙类
• 1.3.3 缩酮类
• 1.3.4 缩氨基脲类
• 1.3.5 氨基酸衍生物类
• 1.3.6 氮杂环类
• 1.3.7 其他类
• 1.4 手性 SCHIFF 碱的研究动态
• 1.4.1 手性 Schiff 碱研究的意义
• 1.4.2 手性 Schiff 碱的性能
• 1.4.3 手性 Schiff 碱研究中存在的问题
• 1.5 酰腙类 SCHIFF 碱的研究动态
• 1.5.1 酰腙类 Schiff 碱研究的意义
• 1.5.2 酰腙类 Schiff 碱的性能
• 1.5.3 酰腙类 Schiff 碱研究存在的问题
• 1.6 本课题的提出、意义及研究思路
• 第2章 含咔唑基手性氨基醇 SCHIFF 碱的合成与荧光性能
• 2.1 引言
• 2.2 实验主要仪器及检测方法
• 2.2.1 实验主要仪器
• 2.2.2 检测方法
• 2.3 实验主要试剂及其处理
• 2.3.1 实验主要试剂
• 2.3.2 试剂的处理
• 2.4 含咔唑基手性氨基醇 SCHIFF 碱的合成与表征
• 2.4.1 合成路线
• 2.4.2 中间体的合成
• 2.4.3 含咔唑基手性氨基醇 Schiff 碱的合成
• 2.5 结果与讨论
• 2.5.1 含咔唑基手性氨基醇 Schiff 碱的1H NMR 分析
• 2.5.2 含咔唑基手性氨基醇 Schiff 碱的质谱分析
• 2.5.3 含咔唑基手性氨基醇 Schiff 碱的红外光谱分析
• 2.6 手性氨基醇 SCHIFF 碱的合成条件探讨
• 2.6.1 3-甲酰基-N-乙基咔唑的合成条件探讨
• 2.6.2 手性氨基醇的合成条件探讨
• 2.6.3 目标 Schiff 碱的合成条件探讨
• 2.7 手性氨基醇 SCHIFF 碱的光谱分析
• 2.7.1 氨基醇结构的改变对紫外光谱的影响
• 2.7.2 氨基醇结构的改变对荧光光谱的影响
• 2.8 小结
• 第3章 含咔唑基双酰腙类 SCHIFF 碱的合成与表征
• 3.1 引言
• 3.2 实验试剂及其处理
• 3.2.1 实验主要试剂
• 3.2.2 试剂的处理
• 3.3 实验仪器与分析方法
• 3.4 含咔唑基双酰腙类 SCHIFF 碱的合成
• 3.4.1 合成路线
• 3.4.2 中间体的合成
• 3.4.3 含咔唑基双酰腙类 Schiff 碱 L7-15 的合成
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 含咔唑基双酰腙类 Schiff 碱的1H NMR
• 3.5.2 含咔唑基双酰腙类 Schiff 碱的质谱
• 3.5.3 含咔唑基双酰腙类 Schiff 碱的红外光谱
• 3.6 含咔唑基双酰腙类 SCHIFF 碱的合成条件探讨
• 3.6.1 3,6-二乙酰基-N-烷基咔唑的合成条件探讨
• 3.6.2 目标 Schiff 碱的合成条件探讨
• 3.7 含咔唑基双酰腙类 SCHIFF 碱的光谱分析
• 3.8 小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文
• 附录 B 部分化合物谱图
• 致谢