氮杂环丙烷的碳开环反应和螺[4，4]壬烷-1，6-二酮的简便合成

论文摘要

本论文分为两章。第一章分为三节,研究氮杂环丙烷与碳亲核试剂的反应规律。第二章分为两节,研究螺[4,4]壬烷-1,6-二酮的简便合成方法。第一章的第一节为文献综述,回顾了氮杂环丙烷与其他亲核试剂的反应情况。在第二节中,我们通过参考文献制备得到一系列的氮杂环丙烷化合物。在第三节中,我们首先研究了N-对甲苯磺酰基-倂-环己基氮杂环丙烷与不同的碳亲核试剂反应,发现在碱的存在下氮杂环丙烷与丙二酸二甲酯发生反应。我们对此反应进行了条件优化,得出最佳的反应条件：在无水无氧环境下,以氢化钠作为碱,N-对甲苯磺酰基-倂-环己基氮杂环丙烷、丙二酸二甲酯、氢化钠的摩尔比为1：2：3.36,以四氢呋喃为溶剂,回流,得到闭环产物产率为75%；相同条件下以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂且加热,得到开环产物产率为79%。在上述条件下,我们研究了不同氮杂环丙烷与丙二酸二甲酯的反应情况,发现在比较短的时间实现了丙二酸二甲酯与氮杂环丙烷的反应,产率为70%-82%。然后我们对反应物进行分析,发现阻力较小的氮杂环丙烷能顺利实现开环或闭环,而八元氮杂环丙烷和带支链较多的链状氮杂环丙烷反应较为困难。第二章的第一节为文献综述,总结了合成螺二酮的方法及其在合成中的应用。在第二节中,我们首先通过参考文献,以环戊酮-2-羧酸乙酯为原料,经过取代、脱羧、关环得到螺[4,4]壬烷-1,6-二酮,实验过程中,发现其关键步骤环戊酮-2-羧酸乙酯与4-溴丁酸乙酯的取代反应,需要价格昂贵的氢化钾,且反应条件较为苛刻,反应时间较长。为此,我们试图改进合成路线,用廉价易得的碳酸钾代替氢化钾,在四丁基碘化铵存在下,我们通过对实验条件不断优化,得到最佳反应条件为：用四丁基碘化铵（15mol%）作为相转移催化剂,碳酸钾（1.0mmol）作为碱,以THF作为溶剂,在空气环境下回流,环戊酮-2-羧酸乙酯和4-溴丁酸乙酯用量为1：1.1。从而改进了合成螺[4,4]壬烷-1,6-二酮的方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 氮杂环丙烷与丙二酸二甲酯的碳开环反应
• 1.1 文献综述
• 1.1.1 引言
• 1.1.2 含碳亲核试剂与氮杂环丙烷的反应
• 1.1.2.1 有机金属试剂与氮杂环丙烷的反应
• 1.1.2.2 含氰基亲核试剂与氮杂环丙烷的反应
• 1.1.2.3 其他碳亲核试剂与氮杂环丙烷的反应
• 1.1.3 卤素亲核试剂与氮杂环丙烷的反应
• 1.1.4 硫亲核试剂与氮杂环丙烷的反应
• 1.1.5 氧亲核试剂与氮杂环丙烷的反应
• 1.1.6 氮亲核试剂与氮杂环丙烷的反应
• 1.1.7 总计及论文设计思路
• 1.1.8 参考文献
• 1.2 氮杂环丙烷的制备
• 1.2.1 引言
• 1.2.2 研究内容
• 1.2.3 实验部分
• 1.2.3.1 测试仪器
• 1.2.3.2 原料、试剂及处理
• 1.2.3.3 实验步骤
• 1.2.4 参考文献
• 1.3 氮杂环丙烷与碳亲核试剂的反应
• 1.3.1 引言
• 1.3.2 研究内容及论文设计思路
• 1.3.3 实验部分
• 1.3.3.1 测试仪器
• 1.3.3.2 原料、试剂及处理
• 1.3.3.3 实验步骤
• 1.3.4 结果与讨论
• 1.3.4.1 氮杂环丙烷与碳亲核试剂反应条件的优化
• 1.3.4.2 N-对甲苯磺酰基-倂-环戊基氮杂环丙烷与碳亲核试剂的反应
• 1.3.4.3 N-对甲苯磺酰基-倂-环辛基氮杂环丙烷与碳亲核试剂的反应
• 1.3.4.4 N-对甲苯磺酰基-1-苯基氮杂环丙烷与碳亲核试剂的反应
• 1.3.4.5 N-对甲苯磺酰基-1-甲基-1-苯基氮杂环丙烷与碳亲核试剂的反应
• 1.3.4.6 N-对甲苯磺酰基-1-正丁基氮杂环丙烷与碳亲核试剂的反应
• 1.3.4.7 N-对甲苯磺酰基-1-十六烷基氮杂环丙烷与碳亲核试剂的反应
• 1.3.4.8 N-对甲苯磺酰基-1,1,2-三甲基氮杂环丙烷与碳亲核试剂的反应
• 1.3.5 谱图分析
• 1.3.6 结论
• 1.3.7 参考文献
• 第二章 利用四丁基碘化铵合成螺[4,4]壬烷-1,6-二酮
• 2.1 文献综述
• 2.1.1 引言
• 2.1.2 螺二酮的合成
• 2.1.3 杂环螺环化合物的合成
• 2.1.3.1 含氮杂螺环化合物的合成
• 2.1.3.2 含氧杂螺环化合物的合成
• 2.1.3.3 含磷、硫杂螺环化合物的合成
• 2.1.4 参考文献
• 2.2 螺[4,4]壬烷-1,6-二酮的合成及其反应条件的优化
• 2.2.1 引言
• 2.2.2 论文设计思路及实验方案
• 2.2.3 实验部分
• 2.2.3.1 测试仪器
• 2.2.3.2 原料、试剂及处理
• 2.2.3.3 实验步骤
• 2.2.4 结果讨论
• 2.2.4.1 碱对合成4-（乙氧羰基-2-氧代环戊基）丁酸乙酯的影响
• 2.2.4.2 溶剂对合成4-（乙氧羰基-2-氧代环戊基）丁酸乙酯的影响
• 2.2.4.3 催化剂对合成4-（乙氧羰基-2-氧代环戊基）丁酸乙酯的影响
• 2.2.4.4 反应物摩尔比对合成4-（乙氧羰基-2-氧代环戊基）丁酸乙酯的影响
• 2.2.5 图谱分析
• 2.2.6 结论
• 2.2.7 参考文献
• 结论
• 附表
• 硕士期间发表的文章
• 致谢