氧杂环化合物碳—氧键的催化活化研究

论文摘要

过渡金属配合物和杂多酸作为催化剂在有机合成化学中得到广泛应用,其中催化活化氧杂环化合物的C-O键是有机合成的重要课题之一。二苯甲烷衍生物作为一类重要的有机化合物,它的合成通常使用Lewis酸作为催化剂,催化苄氯（及其衍生物）或苄醇（及其衍生物）与芳烃的反应来完成。另一方面,将羰基化合物转化为1,3-二氧五环的反应是一类重要的羰基保护反应,一般使用强的质子酸为催化剂,催化邻二醇与羰基化合物反应来完成。文献报道的方法大多数存在着诸如反应条件苛刻、污染环境、产率、反应选择性低等问题。因此本工作以探索和研究催化活化C-O键的新催化体系为目的,研究了这两类反应。1.以ReCl（CO）5为催化剂,在不使用有机溶剂的条件下,研究芳烃和三聚甲醛一步合成二苯甲烷衍生物的反应。考察了该催化体系的催化剂用量、反应物投料比例、反应温度、反应时间等各种因素对反应的影响,归纳出优化的反应条件。通过对反应结果的归纳分析,讨论了芳烃的取代基的给电子能力对反应的影响。2.以杂多酸为催化剂,研究酮、醛与1,2-环氧化合物一步合成取代的1,3-二氧五环的反应。考察了该催化体系的催化剂种类、用量、反应物投料比例、反应温度、等各种因素对反应的影响,归纳出优化的反应条件。通过对反应结果的归纳分析,分别讨论了含不同取代基的苯甲醛、不同结构酮的空间位阻以及1,2-环氧化合物取代基对反应的影响。3.本文建立了铼配合物和杂多酸催化活化氧杂环化合物C-O键及其在合成反应中的应用体系。铼配合物催化脱水反应体系的建立,对进一步系统地探索和研究抗水抗氧过渡金属催化剂体系奠定了基础。

论文目录

• 第1章 引言
• 1.1 课题的背景和意义
• 1.2 近年来铼催化剂的发展及应用
• 1.2.1 高价铼配合物
• 1.2.2 低价铼配合物
• 1.3 二苯甲烷衍生物的合成
• 1.4 近年来杂多酸催化剂的发展及应用
• 1.5 环氧化合物与羰基的开环加成反应
• 1.6 硕士论文主要内容
• 第2章 铼催化活化氧杂环化合物碳-氧键反应
• 2.1 引言
• 2.2 催化剂选择及反应设计
• 2.3 反应通式及代表性反应
• 2.4 反应条件对比的结果与讨论
• 2.4.1 催化剂用量的对比
• 2.4.2 反应温度的对比
• 2.4.3 反应时间的对比
• 2.4.4 反应底物间三甲苯和三聚甲醛投料比对反应的影响
• 2.5 芳烃与三聚甲醛的反应结果与讨论
• 2.5.1 芳烃与三聚甲醛的反应结果
• 2.5.2 芳烃与甲醛水溶液的反应结果
• 2.6 探索芳烃与三聚甲醛反应机理的实验结果
• 2.7 反应机理探讨
• 2.8 本章小结
• 第3章 杂多酸催化活化环氧化合物碳氧键反应
• 3.1 引言
• 3.2 催化剂选择以及反应设计
• 3.3 反应通式及代表性反应
• 3.4 反应条件对比的结果以及讨论
• 3.4.1 三种杂多酸催化剂及其含水量对反应影响的对比
• 3.4.2 反应温度的影响
• 3.4.3 催化剂量的影响
• 3.4.4 反应底物比例的影响
• 3.5 羰基与环氧化合物的反应结果与讨论
• 3.5.1 醛与环氧化合物的反应结果及讨论
• 3.5.2 酮与环氧化合物的反应结果及讨论
• 3.6 反应机理
• 3.7 本章小结
• 第4章 实验部分
• 4.1 试剂和仪器
• 4.1.1 主要试剂
• 4.1.2 仪器
• 4.2 1,3-二氧五环及二苯甲烷衍生物的合成
• 4.2.1 二苯甲烷衍生物的合成
• 4.2.2 1,3-二氧五环的合成
• 4.3 代表性产物相关谱图
• 结论
• 参考文献