螺环三代树形大分子化合物与多螺环线性化合物的合成与表征

论文摘要

随着科学技术的进步和人民生活水平的不断提高,人们对材料、信息和能源的要求也越来越高。而材料是科学和工业技术发展的基础和先导,新材料是各种新的科学技术及改造传统工业技术的物质基础,一种新材料的出现和使用往往会给技术进步、新行业的形成乃至整个经济和社会的发展带来巨大变化。由于螺环化合物的独特结构和特点,使其功能和应用也越来越广泛。因此,人们对螺环化合物研究和认识也越来越深入,其多种新优点和优势也将被陆续发现。不管是含有螺环结构的树状大分子化合物还是含有手性轴的螺环化合物,都将更广泛的被研究和应用,给人类的生产、生活等带来更大的帮助,加速人类社会的发展速度,对人类社会的进步产生深远的影响。本论文主要由以下几部分组成:1合成出了螺环三代树状大分子化合物（17）。首先,以4,4′-二环己二酮单缩乙二醇为最初原料,合成出了化合物（1）,α,β,γ,δ-四[4-（4-氧代环己烷基）环己叉]卟啉（6）。同时根据文献资料,合成了1,3-茚二酮,接着在浓硫酸中,100℃下经芳构化反应,合成出了三聚茚-5,10,15-三酮（9）。其次,将化合物（1）在CaO存在的条件下,利用羟醛缩合与Cannizzaro反应合成出了化合物化合物（16）。在次,以对苯二甲醛为原料,经过四步反应,最终合成出3-[4-（2,2-二氰基）乙烯基苯基]-9-（4-甲酰基苯基）-2,4,8,10-四氧杂-螺[5.5]-十一烷（12）。最后,我们用化合物（12）,在酸性条件下,与化合物（16）进行缩醛反应,得到了最后的目标化合物（17）。2合成出了三种具有手性轴的多螺环化合物3,15-双{8-（1,4-二氧杂螺[4.5]癸烷基）}-7,11,18,21-四氧杂三螺[5.2.2.5.2.2]二十一烷（18）、3,15-（4-（二氰基亚甲基环己烷基））-7,11,18,21-四氧杂三螺[5.2.2.5.2.2]二十一烷（19）和3,15-聚{7,11,18,21-四氧杂三螺[5.2.2.5.2.2]二十一烷}（20）。同时根据文献资料又合成出了不具有手性轴的化合物7,11,18,21-四氧杂三螺[5.2.2.5.2.2]二十一烷（21）。通过对比,讨论了多螺环手性化合物手性环境的变化规律。3分别采用水和正丁醇做溶剂,制备出了三种多羟基化合物:2,2,6,6-四羟甲基环己醇（22）、2,2,3,3,5,5,6,6-八羟基甲基-1,4-环己二醇（23）和3,3,3′,3′,5,5,5′,5′-八羟甲基-4,4′-二环己二醇（24）,并对其反应机理和条件进行了相关讨论。然后,以这三种多羟基化合物为原料,在酸性条件下合成出了多种缩醛酮类的化合物。中间体和产物进行了IR,1H-NMR等结构表征。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 树形大分子化合物简介
• 1.2 树状大分子的合成方法
• 1.2.1 发散法
• 1.2.2 收敛法
• 1.2.3 发散收敛结合法
• 1.2.4 固相合成法
• 1.3 树状大分子的表征
• 1.3.1 化学结构的表征
• 1.3.2 对分子量以及分子量分布的表征
• 1.3.3 对性能的表征
• 1.3.4 外貌以及微环境的表征
• 1.4 树状大分子的应用
• 1.4.1 树状大分子在靶向给药系统中的应用
• 1.4.2 树状大分子在超分子领域中的应用
• 1.4.3 树状大分子在有机合成中的应用
• 1.4.4 树状大分子在构建手性化合物方面的应用
• 1.4.5 树状大分子在催化剂领域的应用
• 1.4.6 树状大分子在金属配位领域的应用
• 1.4.7 树状大分子在染料工业的应用
• 1.4.8 树状大分子在其它方面的应用
• 1.5 手性螺环化合物基本内容简介
• 1.6 手性螺环化合物的研究意义
• 1.7 手性化合物的制备方法
• 1.7.1 非生物法
• 1.7.2 生物制备法
• 1.8 手性螺环化合物的研究进展
• 1.8.1 手性化合物在医药领域的应用
• 1.8.2 手性化合物在农药领域的应用
• 1.8.3 手性化合物在不对称催化合成中的应用
• 1.9 螺环与手性螺环化合物的应用
• 1.9.1 螺环化合物在医药领域的应用
• 1.9.2 螺环化合物在发光材料领域的应用
• 1.9.3 螺环化合物在不对称催化反应中的应用
• 第二章 螺环三代树形大分子化合物的合成
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验仪器与试剂
• 2.2.2 树根化合物（1）的合成
• 2.2.3 树根α,β,γ,δ-四[4-（4-氧代环己烷基）环己叉]卟啉（6）的合成
• 2.2.4 三聚茚-5,10,15-三酮（9）的合成
• 2.2.5 3-[4-（2,2-二氰基）乙烯基苯基]-9-（4-甲酰基苯基）-2,4,8,10-四氧杂-螺[5.5]-十一烷（12）的合成
• 2.2.6 化合物（16）的合成
• 2.2.7 目标化合物（17）的合成
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 树根（1）的合成
• 2.3.2 树根α,β,γ,δ-四[4-（4-氧代环己烷基）环己叉]卟啉（6）的合成
• 2.3.3 三聚茚-5,10,15-三酮（9）的合成
• 2.3.4 3-[4-（2,2-二氰基）乙烯基苯基]-9-（4-甲酰基苯基）-2,4,8,10-四氧杂-螺[5.5]-十一烷（12）的合成
• 2.3.5 化合物（16）的合成
• 2.3.6 目标化合物（17）的合成
• 2.4 本章小结
• 第三章 含手性轴多螺环线性化合物的合成
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂与设备
• 3.2.2 3,15-双{8-（1,4-二氧杂螺[4.5]癸烷基）}-7,11,18,21-四氧杂三螺[5.2.2.5.2.2]二十一烷（18）的合成
• 3.2.3 3,15-（4-（二氰基亚甲基环己烷基））-7,11,18,21-四氧杂三螺[5.2.2.5.2.2]二十一烷（19）的合成
• 3.2.4 3,15-聚{7,11,18,21-四氧杂三螺[5.2.2.5.2.2]二十一烷}（20）的合成
• 3.2.5 7,11,18,21-四氧杂三螺[5.2.2.5.2.2]二十一烷（21）的合成
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 3,15-双{8-（1,4-二氧杂螺[4.5]癸烷基）}-7,11,18,21-四氧杂三螺[5.2.2.5.2.2]二十一烷（18）的合成
• 3.3.2 3,15-（4-（二氰基亚甲基环己烷基））-7,11,18,21-四氧杂三螺[5.2.2.5.2.2]二十一烷（19）的合成
• 3.3.3 3,15-聚{7,11,18,21-四氧杂三螺[5.2.2.5.2.2]二十一烷}（20）的合成
• 3.3.4 7,11,18,21-四氧杂三螺[5.2.2.5.2.2]二十一烷（21）的合成
• 1H-NMR波谱'>3.3.5 关于有手性轴的螺环化合物的¹H-NMR波谱
• 3.4 本章小结
• 第四章 功能性多羟基化合物及其含螺环缩醛酮化合物的合成
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验试剂与设备
• 4.2.2 2,2,6,6-四羟甲基环己醇（22）的合成
• 4.2.3 2,2,3,3,5,5,6,6-八羟基甲基-1,4-环己二醇（23）的合成
• 4.2.4 3,3,3′,3′,5,5,5′,5′-八羟甲基-4,4′-二环己二醇（24）的合成
• 4.2.5 2,2,6,6-四羟甲基环己醇缩二（4′-二氰基甲叉基-4-二环己酮）（26）的合成
• 4.2.6 2,2,6,6-四羟甲基环己醇缩二（环己酮）（27）的合成
• 4.2.7 2,2,3,3,5,5,6,6-八羟基甲基-1,4-环己二醇缩对苯二甲醛（28）的合成
• 4.2.8 3,3,3′,3′,5,5,5′,5′-八羟甲基-4,4′-二环己二醇缩四（4′-二氰基甲叉基-4-二环己酮）（29）的合成
• 4.2.9 3,3,3′,3′,5,5,5′,5′-八羟甲基-4,4′-二环己醇缩对苯二甲醛（30）的合成
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 2,2,6,6-四羟甲基环己醇（22）的制备
• 4.3.2 2,2,3,3,5,5,6,6-八羟基甲基-1,4-环己二醇（23）的合成
• 4.3.3 3,3,3′,3′,5,5,5′,5′-八羟甲基-4,4′-二环己二醇（24）的合成
• 4.3.4 2,2,6,6-四羟甲基环己醇缩二（4′-二氰基甲叉基-4-二环己酮）（26）的合成
• 4.3.5 2,2,6,6-四羟甲基环己醇缩二（环己酮）（27）的合成
• 4.3.6 2,2,3,3,5,5,6,6-八羟基甲基-1,4-环己二醇缩对苯二甲醛（28）的合成
• 4.3.7 3,3,3′,3′,5,5,5′,5′-八羟甲基-4,4′-二环己二醇缩四（4′-二氰基甲叉基-4-二环己酮）（29）的合成
• 4.3.8 3,3,3′,3′,5,5,5′,5′-八羟甲基-4,4′-二环己二醇缩对苯二甲醛（30）的合成
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢
• 附录