三氯化铟催化的5-芳基1H-四氮唑的合成

论文摘要

四氮唑类化合物作为检测材料、医药中间体、炸药、金属配合物、化学催化剂、摄影显影材料等被广泛的应用,随着更多的四氮唑类化合物的合成,更显现出四氮唑类化合物在很多应用上的优点。这使得四氮唑类化合物的催化合成成为近几年的研究热点。目前四氮唑类化合物的合成主要使用ZnBr2做为催化剂。单一催化剂对四氮唑的催化合成一般不具有普遍性,因此催化剂的选择在合成四氮唑类化合物中显得非常重要。因为InC13对很多类型的反应有较好的催化效果,同时InCl3催化剂具有耐水、耐碱、选择性好、可以回收等优点,我们就以InCl3做催化剂进行尝试,发现InCl3对苯甲腈与叠氮化钠反应合成5-苯基1H-四氮唑有好的催化效果。深入研究表明,InCl3是一种新的能催化合成四氮唑的高效催化剂。本论文以InCl3催化芳基腈与叠氮化钠反应合成5-芳基1H-四氮唑为主要内容。首先我们选择苯甲腈为底物,探讨该反应的催化剂、催化剂用量、溶剂、反应温度、叠氮化钠用量等合适的反应条件。在选定的反应条件下,我们用多种芳基腈类化合物进行该反应,反应后用pH值约为1的盐酸调pH值为2-3之间,用乙酸乙酯萃取后用柱层析分离到纯化的产物,计算产率,产物用核磁共振氢谱鉴定结构。实验证明,InCl3对催化芳基腈与叠氮化钠反应合成5-芳基1H-四氮唑具有很好的催化效果,一般的芳基腈类化合物都能发生反应,而且产率较高,选择性好。在我们所选择的反应条件下,有的芳基腈产率稍低,但是往往是有部分底物没有反应完全,这需要提高反应温度或增加催化剂来使反应进行得更完全,并且该反应没有发生副反应。且通过实验发现只要是苯环上氰基的间位有氟取代的芳基腈,反应很容易进行,产率高。这些都说明InCl3在催化合成5-芳基1H-四氮唑有很好的催化效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 四氮唑的广泛应用
• 1.1.1 在医药中的应用
• 1.1.2 在无机配合物中的应用
• 1.1.3 在高能材料上的应用
• 1.1.4 在催化化学中的应用
• 1.2 铟催化剂的特性
• 1.2.1 碳-碳键的形成反应
• 1.2.2 碳-杂原子键的形成反应
• 1.2.3 三价铟试剂参与的还原反应
• 1.3 四氮唑类化合物合成概况
• 1.3.1 非催化合成
• 1.3.2 催化合成
• 1.4 本课题研究意义及内容
• 第2章 5-芳基1H-四氮唑的合成
• 2.1 引言
• 2.2 仪器与试剂
• 2.3 反应条件探索
• 2.3.1 温度条件
• 2.3.2 催化剂条件
• 2.3.3 溶剂条件
• 2.3.4 催化剂用量条件
• 3用量条件'>2.3.5 NaN₃用量条件
• 2.4 底物扩展
• 2.4.1 5-苯基1H-四氮唑的合成
• 2.4.2 5-对甲基苯基1H-四氮唑的合成
• 2.4.3 5-对羟基苯基1H-四氮唑的合成
• 2.4.4 5-对乙氧基苯基1H-四氮唑的合成
• 2.4.5 5-（3-氟-4-苯氧基苯基）1H-四氮唑的合成
• 2.4.6 5-（3-硝基-4-羟基苯基）1H-四氮唑的合成
• 2.4.7 5-（4-[4-（1H-四氮唑-5-）苯氧基]-3-氟苯基）1H-四氮唑的合成
• 2.4.8 5,5-（1,4-苯基）二1H-四氮唑的合成
• 第3章 结果分析与讨论
• 3.1 反应条件优化部分
• 3.2 产物结构谱图分析
• 3.2.1 5-苯基1H-四氮唑的谱图分析
• 3.2.2 5-对甲基苯基1H-四氮唑的谱图分析
• 3.2.3 5-对羟基苯基1H-四氮唑的谱图分析
• 3.2.4 5-对乙氧基苯基1H-四氮唑的谱图分析
• 3.2.5 5-（3-氟-4-苯氧基苯基）1H-四氮唑的谱图分析
• 3.2.6 5-（3-硝基-4-羟基苯基）1H-四氮唑的谱图分析
• 3.2.7 5-（4-[4-（1H-四氮唑-5-）苯氧基]-3-氟苯基）1H-四氮唑的谱图分析
• 3.2.8 5,5-（1,4-苯基）二1H-四氮唑的谱图分析
• 3.3 产品产率规律讨论
• 3.4 反应机理探讨
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 1H-NMR图'>附录 产品¹H-NMR图