环状酰亚胺光化学性质研究及消毒剂溴氯甘脲的制备

论文摘要

本文研究了环状酰亚胺类化合物在醇中的光解反应。在254 nm波长的紫外光（低压汞灯LPML）的照射下,环状酰亚胺在醇中发生光解作用,与醇反应生成一系列内酰胺类衍生物。通过丁二酰亚胺、N-甲基丁二酰亚胺、N-乙基丁二酰亚胺、戊二酰亚胺在醇中的光解反应,合成了十三种通常方法不易合成的化合物,分别为5-甲氧基-2-吡咯烷酮（MPY）、5-乙氧基-2-吡咯烷酮（EPY）、5-甲氧基-1-甲基-2-吡咯烷酮（MMPY）、5-乙氧基-1-甲基-2-吡咯烷酮（EMPY）、5-甲氧基-1-乙基-2-吡咯烷酮（MEPY）、5-乙氧基-1-乙基-2-吡咯烷酮（EEPY）、6-甲氧基-2-哌啶酮（MPI）、6-乙氧基-2-哌啶酮（EPI）、5-甲氧基-5-羟甲基-1-甲基-2-吡咯烷酮（MHMPY）、5-乙氧基-5-（1-羟基乙基）-1-甲基-2-吡咯烷酮（EHMPY）、5-甲氧基-5-羟甲基-1-乙基-2-吡咯烷酮（MHEPY）、5-乙氧基-5-（1-羟基乙基）-1-乙基-2-吡咯烷酮（EHEPY）、二（2-吡咯烷酮-5-）过氧化物（DPYP）。其中后五种为未见文献报道的新化合物。此外,所得副产物乙二醇和2,3-丁二醇也是非常有价值的化工原料。用红外光谱、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、质谱、元素分析和单晶衍射方法表征了化合物的结构。提出了环状酰亚胺在醇中的光解机理。设计实验,利用UV和GC-MS跟踪反应,验证了产物的生成机理。探索了影响光反应的各种条件。发现酸性条件,有利于光反应的进行。对比了环状酰亚胺与其他环状羰基化合物的光解反应。本文研究了新型消毒剂溴氯甘脲系列消毒剂的制备方法。以廉价的尿素和乙二醛为原料,通过正交实验法,优化反应条件以较高的收率合成甘脲。并以较低的成本制备了溴氯甘脲系列消毒剂。其单釜产量均达到文献报道的四氯甘脲的四倍。通过微生物实验法对产品进行了杀菌测试,结果表明产品均有较高的杀菌活性。

论文目录

• 缩写符号与化合物对照表
• 第一章 前言
• 1.1 羰基化合物光化学性质概述
• 1.2 环状酰亚胺光化学性质研究进展
• 1.2.1 Norrish I 型反应（α-分裂）
• 1.2.2 环状酰亚胺的光还原反应
• 1.2.3 环状酰亚胺与烯烃的环加成反应
• 1.2.4 Norrish II 型环化反应（分子内氢提取）
• 1.3 本文所做的工作
• 第二章 合成路线及实验讨论
• 2.1 N-烷基环状酰亚胺的合成
• 2.1.1 N-甲（乙）基丁二酰亚胺的合成
• 2.1.2 N-苯（苄）基丁二酰亚胺的合成
• 2.1.3 戊二酰亚胺的合成
• 2.2 N-烷基环状酰亚胺与醇的光反应
• 2.2.1 丁二酰亚胺与甲醇的光反应
• 2.2.2 丁二酰亚胺与乙醇的光反应
• 2.2.3 N-甲基丁二酰亚胺与甲醇的光反应
• 2.2.4 N-甲基丁二酰亚胺与乙醇的光反应
• 2.2.5 N-乙基丁二酰亚胺与甲醇的光反应
• 2.2.6 N-乙基丁二酰亚胺与乙醇的光反应
• 2.2.7 N-苯（苄）基丁二酰亚胺与甲、乙醇的光反应
• 2.2.8 戊二酰亚胺与甲醇的光反应
• 2.2.9 戊二酰亚胺与乙醇的光反应
• 2.3 实验讨论
• 2.3.1 反应器对反应的影响
• 2.3.2 光照时间对反应的影响
• 2.3.3 原料浓度对反应的影响
• 2.3.4 酸碱度对反应的影响
• 2.3.5 与吡咯烷酮光解反应比较
• 2.3.6 与环酮光解反应的比较
• 2.3.7 与热反应的对比
• 第三章 机理的探索
• 3.1 氘代甲醇实验
• 3.2 中间体实验（异丙醇实验）
• 3.3 MHMPY 系列产物生成过程的验证
• 3.4 DPYP 生成机理的推测
• 第四章 产物的波谱分析及晶体结构解析
• 4.1 产物的波谱分析
• 4.1.1 产物的红外光谱
• 4.1.2 产物的核磁共振氢谱
• 4.1.3 产物的核磁共振碳谱
• 4.1.4 产物的质谱
• 4.1.5 产物的元素分析
• 4.2 产物的单晶体结构分析
• 4.2.1 晶体参数、分子结构图及晶胞图
• 4.2.2 键长键角数据
• 第一部分小结与展望
• 第五章 新型消毒剂溴氯甘脲系列消毒剂的制备
• 5.1 前言
• 5.1.1 卤制消毒杀菌剂概述
• 5.1.2 卤代甘脲杀菌剂合成研究
• 5.1.3 立题依据、意义及设计思路
• 5.2 实验部分及讨论
• 5.2.1 合成路线
• 5.2.2 合成步骤
• 5.2.3 合成的讨论
• 5.3 卤代甘脲的杀菌活性测试
• 5.3.1 基本原理
• 5.3.2 实验材料
• 5.3.3 实验内容
• 第六章 论文结论
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 附录
• 附录1:附图
• 附录2:本文实验中所用的光反应器
• 致谢