叔丁基咔唑合成工艺研究

论文摘要

在有机合成过程中,官能团的保护和脱保护是一种重要的合成策略,已经成为一些重要化合物如药物合成中必不可少的环节和手段。尤其是近十年来,大量的新的保护剂开发出并广泛地应用在有机合成和改造天然物质(如糖类,蛋白质,生物碱,新农药和新医药)等方面,取得了巨大的成功。许多生物活性分子,如氨基酸,多肽,核苷,氨基糖等都有氨基,因此氨基的保护在精细合成中占有十分重要的地位。本论文所研究和开发的氨基保护剂是叔丁氧羰基类(BOC)类保护剂:叔丁基咔唑,也称为肼基甲酸叔丁酯。这类保护基能经受催化氢化,比较强的碱性条件和亲核反应条件。已经广泛应用于蛋白质,多肽的合成中氨基的保护,除此之外,叔丁基咔唑可以作为抗癌药物中间体,应用于医药行业。实验的主要部分有:第一,在喹啉作为缚酸剂条件下,叔丁醇和氯甲酸苯酯分子间进行消除反应,生成叔丁基苯基碳酸酯;第二,水合肼和叔丁基苯基碳酸酯进行取代反应,生成肼基甲酸叔丁酯;第三,对反应条件进行了优化,同时对苯酚和喹啉的回收工艺进行了研究,找出更适合工业化的工艺路线。在本论文中,合成产品有以下优点:首先,本方法合成的叔丁基咔唑纯度高,不易液化,几乎不含有苯酚;其次,降低了酯化反应的能耗,体现了节能环保;再次,回收了缚酸剂喹啉,能多次使用,降低了工业成本。该工艺条件温和,原料易得,回收了副产物苯酚,在工厂已经实现了工业化。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 氨基保护在合成蛋白质中的发展概况
• 1.2 常见氨基保护基
• 1.2.1. 烷氧羰基类
• 1.2.2 酰基类
• 1.2.3 烷基类
• 1.3 开发新的氨基保护剂的理论意义和现实意义
• 1.3.1 氨基甲酸酯类保护剂概述
• 1.3.2 BOC 类保护基特点和脱除方法
• 1.3.3 国内外研究现状
• 1.4 理想的氨基保护基要求
• 1.5 其它官能团的保护基
• 1.6 论文研究的主要内容
• 1.7 本论文的研究思路和实际过程
• 1.7.1 叔丁基苯基碳酸酯的合成
• 1.7.2 叔丁基咔唑的合成
• 参考文献
• 第二章 实验试剂和仪器
• 2.1 实验试剂
• 2.2 主要仪器
• 第三章 叔丁基苯基碳酸酯的合成
• 3.1 合成方法简述
• 3.1.1 醇，酚与羧酸法合成酯
• 3.1.2 羧酸酐法合成碳酸酯
• 3.1.3 酰氯法合成碳酸酯
• 3.1.4 酯交换法合成酯
• 3.1.5 其它方法合成酯
• 3.2 实验方法及产物分析
• 3.2.1 反应过程
• 3.2.2 含量分析
• 3.2.3 折光率的测量
• 3.3 结果和讨论
• 3.3.1 基本物性数据和产物分析结果
• 3.3.2 反应机理
• 3.3.3 影响因素讨论
• 3.3.3.1 离去基团的影响
• 3.3.3.2 反应介质的影响
• 3.3.3.3 温度对反应的影响
• 3.3.3.4 滴加速度的影响
• 3.3.3.5 亲核试剂的影响
• 3.3.3.6 叔丁醇与氯甲酸苯酯比例的影响
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 叔丁基咔唑的合成
• 4.1 合成方法概述
• 4.1.1 由羧酸酯制备酰肼
• 4.1.2 由酰氯制备酰肼
• 4.1.3 由羧酸制备酰肼
• 4.1.4 由羧酸酐制备酰肼法
• 4.2 实验步骤
• 4.2.1 水合肼的取代反应
• 4.2.2 熔点测定
• 4.2.3 IR 光谱
• 4.2.4 1H NMR 谱
• 4.2.5 UV/Vis 分析
• 4.2.6 定量分析
• 4.2.7 气相色谱分析
• 4.3 结果和讨论
• 4.3.1 基本物性数据和产品含量
• 4.3.2 叔丁基咔唑的 IR 光谱
• 4.3.3 叔丁基咔唑的1H NMR 光谱图
• 4.3.4 叔丁基咔唑的 UV/Vis 光谱图
• 4.3.5 叔丁基咔唑的气相色谱图
• 4.3.6 反应机理
• 4.3.7 酰肼化反应的影响因素
• 4.3.7.1 亲核试剂的影响
• 4.3.7.2 反应温度对收率的影响
• 4.3.7.3 搅拌速度的影响
• 4.3.7.4 反应物料比例的影响
• 4.3.7.5 溶剂的影响
• 4.3.7.6 反应时间的影响
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 第五章 其它合成方法的探索和苯酚及喹啉的回收
• 5.1 碳酸二甲酯法
• 5.2 “一锅煮”法
• 5.3 叔丁醇钾法
• 5.4 喹啉的回收和后处理
• 5.5 苯酚的分离和提纯
• 参考文献
• 第六章 总结
• 6.1 实验总结
• 6.2 存在的问题和课题研究的展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间发表的论文