硼酸催化酰胺合成研究

论文摘要

硼酸在工业、农业、国防及现代科学技术领域有着广泛的应用,是制造各种硼化合物的重要原料,同时也是一种温和高效的催化剂,跟其他催化剂相比,它具有诸如价格低廉,易于得到,易于控制,易溶于水,对设备腐蚀小和环境友好等优点,近年来受到越来越多的关注,并已经被运用到诸如Biginelli反应、酯交换反应、酰胺合成反应、酯的合成反应等反应中充当催化剂,并且收到了很好的效果。酰胺类化合物是一类重要的有机化合物,生物体中广泛存在的蛋白质就是由许多酰胺键构成的,寻找一种简便、绿色、环保的酰胺类化合物合成方法就显得尤为重要了。本文从绿色催化的角度出发,以硼酸作为催化剂,分别采用水热法和溶液法成功合成出了7个酰胺类化合物和2个金属配合物,并且研究了催化剂用量和反应时间对化合物产率的影响。2-羧基-5-吡咯烷酮是以L-谷氨酸为原料,硼酸为催化剂,采用水热的方法得到的。通过单晶结构分析,该化合物晶体属于单斜晶系,P21/n空间群。晶胞参数为：a=7.9769（15）A,b=8.7536（16）A,c=9.1277（17）A,α=90°,β=115.453（3）°,γ=90°,V=575..49（19）A3。分子中包含一个五元环,是由L-谷氨酸上的-NH：与和-NH2不在同一个C上的羧基反应脱水形成酰胺键闭环所构成的。由于氮原子是三角锥结构,所以形成的这个五元环结构不在一个平面上,而是有一定角度的扭曲。分子间通过N-H...O和C.H...O之间的相互作用,形成链状结构。N,N’-二乙羧基-2,5-二羰基哌嗪是以亚氨基二乙酸为原料,硼酸为催化剂,采用水热的方法得到的。单晶结构分析表明,该化合物晶体属于单斜晶系,P21/n空间群。晶胞参数为：a=5.5168（8）A,b=9.0963（13）A,c=9.6785（14）A,α=90°,p=105.010（2）°,γ=90°,V=469.12（12）A3。配合物1是由N,N’-二乙羧基-2,5-二羰基哌嗪、ZnO和邻菲罗啉采用水热的方法得到的。单晶结构分析表明,晶体属于单斜晶系,C2/m空间群。晶胞参数为：a=19.950（12）A,b=14.416（9）A,c=9.103（6）A,α=90°,β=190.168（12）°,γ=90°,V=2618（3）A3。配合物2是由N,N’-二乙羧基-2,5-二羰基哌嗪和氧化铕采用水热合成的方法得到。单晶结构分析表明,晶体属于单斜晶系,P21/c空间群。晶胞参数为：a=7.9075（18）A,b=19.217（4）A,c=13.868（3）A,α=90°,β=115.035（10）°,γ=90°,V=1909.4（7）A3。苯甲酰胺化合物均是在以甲苯为溶剂,硼酸为催化剂,苯甲酸、苯胺、邻苯二胺、对苯二胺和间苯二胺为原料,采用一锅法反应得到的。通过核磁共振氢谱、元素分析、红外光谱分析测试对化合物进行了确认和表征。本文所涉及的酰胺类化合物合成方法简单,易于操作,为后续酰胺类化合物的进一步研究奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 0.1 概述
• 0.2 硼酸催化的有机反应
• 0.2.1 Biginelli反应
• 0.2.2 酯交换反应
• 0.2.3 酰胺合成反应
• 0.2.4 酯的合成反应
• 0.2.5 其它反应
• 0.3 酰胺类化合物的合成方法
• 0.4 本论文选题背景及设计思想
• 第1章 内酰胺及其Zn、Eu配合物的合成
• 1.1 主要试剂与仪器
• 1.1.1 主要试剂
• 1.1.2 主要仪器与设备
• 1.2 实验部分
• 1.2.1 2-羧基-5-吡咯烷酮的合成
• 1.2.2 N,N’-二乙羧基-2,5-二羰基哌嗪的合成
• 1.2.3 配合物1的合成
• 1.2.4 配合物2的合成
• 1.2.5 晶体结构的测定
• 1.2.6 红外光谱的测定
• 1.3 结果与表征
• 1.3.1 硼酸用量对2-羧基-5-吡咯烷酮产率的影响
• 1.3.2 硼酸用量对N,N’-二乙羧基-2,5-二羰基哌嗪产率的影响
• 1.3.3 晶体结构分析
• 1.3.4 红外光谱分析
• 第2章 苯甲酰胺化合物的合成
• 2.1 主要试剂与仪器
• 2.1.1 主要试剂
• 2.1.2 主要仪器与设备
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 N-苯基苯甲酰胺的合成
• 2.2.2 N-（4-胺基苯基）-苯甲酰胺的合成
• 2.2.3 N,N’-二苯甲酰基-1,4-苯二胺的合成
• 2.2.4 N,N’-二苯甲酰基-1,3苯二胺的合成
• 2.2.5 N,N’-二苯甲酰基-1,2-苯二胺的合成
• 2.2.6 红外光谱测定
• 1H NMR谱测定'>2.2.7¹H NMR谱测定
• 2.3 结果与表征
• 2.3.1 硼酸用量对N-苯基苯甲酰胺产率的影响
• 2.3.2 红外光谱分析
• 1H NMR谱分析'>2.3.3¹H NMR谱分析
• 第3章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文及参加科研情况