对苯二四唑异丙酸的制备【字数：10072】
四唑化合物的性能独特，被广泛用于材料学、化学、炸药等许多领域，吸引无数有机合成工作者的研究兴趣，成为近几年的热点研究课题。本论文主要研究的是对苯二四唑异丙酸的制备，选用对苯二甲腈和叠氮化钠为原料，在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）溶剂中用氯化铵作催化剂反应生成对苯二四唑，再以对苯二四唑为原料，加入2-溴丙酸乙酯，在氢氧化钾作催化剂的条件下合成对苯二四唑异丙酸乙酯，但是本实验未能得出对苯二四唑异丙酸乙酯的粉末状产物，只能得到油状物，最后通过碱性水解得到对苯二四唑异丙酸。利用红外光谱仪等对合成的产物进行初步的表征分析。
Key words:Pbenzodiazole；2bromine ethyl propionate 目录
1.前言 1
1.1四唑类化合物的简介 1
1.2四唑类化合物的应用 2
1.2.1在配位化学中的应用 2
1.2.2在医药领域中的应用 3
1.2.2.1 抗高血压类四唑化合物 3
1.2.2.2 抗病毒类四唑化合物 4
1.2.2.3 抗菌类四唑化合物 4
1.2.3在农业领域中的应用 5
1.2.3.1四唑类化合物作为除草剂 5
1.2.3.2四唑类化合物作为植物生长调节剂 6
1.2.3.3四唑类化合物作为杀菌剂和杀虫剂 6
1.2.4在材料领域中的应用 7
1.3四唑类化合物的合成 8
1.3.1叠氮化物与腈类化合物环化 8
1.3.1.1金属催化环化 8
1.3.1.2非金属催化环化 11
1.3.2叠氮化物与胺类化合物环化 12
1.3.3叠氮化物与酰胺类化合物环化 13
1.3.4其他方法制备四唑化合物 14
1.4本课题研究的内容及意义 14
2. 实验部分 16
2.1主要实验仪器和原料 16
2.1.1实验仪器 16
2.1.2 主要原料及物理性质 16
2.2对苯二四唑异丙酸的合成 17
2.2.1对苯二四唑的合成 17
2.2.2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
对苯二四唑异丙酸乙酯的合成 18
2.2.3对苯二四唑异丙酸的合成 19
3.实验结果与讨论 21
3.2对苯二四唑的图谱分析 21
3.2对苯二四唑异丙酸的图谱分析 21
4.结语 23
参考文献 24
致谢 26
1.前言
1.1四唑类化合物的简介
四唑的结构为平面结构,是一种不饱和的五元杂环化合物,其稳定性高于其它的含能基团。相比于其他化合物，四唑化合物的氮含量较高，可以达到80％[1]。四唑类化合物的生成焓、密度、含能量和气体的生成量也比较高，并且具有钝感、环保以及低特征信号的特点，因此，一般可以将四唑的母体分为三种结构（图1、图2、图3）[2]，其中（图1）和（图2）的存在已经得到科学证实。
/ / / 图1 1H四唑 图2 2H四唑 图3 5H四唑
四唑的取代一般有N取代衍生物和C取代衍生物两种取代方式，N取代衍生物又可分为N原子上的氢被取代以及C原子上的氢被取代这两种形式，其中研究较多[3]、用途较广的取代形式是C取代衍生物。通过分析结构可知：四唑在固相中主要以（图1）的形式存在，但在液相中，（图2）和（图3）之间存在着一个化学平衡，归因于四唑对取代基和溶剂的理化性质有着极高的敏感度[4]。通过分析质谱可知：四唑在气相中主要以（图2）的形式存在。一系列实验表明：四唑化合物具有芳香性[5]，相比于2H四唑衍生物的芳香性，1H四唑异构体的芳香性[6]较小。15NHMR研究表明：四唑环的质子化位置主要在N4原子上[7]。
起初，四唑类化合物并没有引起人们的研究兴趣，也没有对其进行合成实验，直到第一种四唑衍生物（2氰基5苯基四唑）成功合成后，经过长达六十余年的努力才合成出近400种[8]的四唑化合物，被应用于配位化学、生物化学、固体催化剂、功能材料学和摄影技术[9]等领域，并且在农业、制药业以及药理学等范围也有涉及。同时四唑化合物具有芳香性、含氮量高、结构稳定、感度低以及燃烧产物主要为氮气等优点，可以减轻对环境的污染，降低尾烟的信号，被广泛用作高效无毒的气体发生剂以及低特征信号[10]的推进剂，成为近些年来科学研究的一大热点课题。
1.2四唑类化合物的应用
1.2.1在配位化学中的应用
化学反应中的配位点一般都是由四唑类化合物中的N原子所提供的，这些N原子既能够以中性分子的身份参与配位反应，又能够失去质子，然后以阴离子的形式用于平衡电荷(图4)，除此以外，N原子还可以作为质子受体或者给体产生氢键作用，这样便可以合成出超分子的化合物，由于氢键的存在对提高化合物的熔点有很大的帮助，因此所合成出配合物的机械敏感度都比较低，同时配合物的安定性也比较好[11]。如果中心金属离子的理化性质不同，或者配体中的N原子不同，则可以合成出许多结构不同的单核配合物、双核配合物以及多核配合物，这类配合物的配位模式丰富，拓扑结构新颖。正是由于四唑类化合物有着其不一般的特性，所以在非线性光学材料、吸附材料、磁性材料以及含能材料等诸多领域都具有广泛的应用前景[1215]，吸引越来越多的有机工作者致力于四唑类配合物的研究。
/
图4 氮原子失去质子作为阴离子平衡电荷
1.2.2在医药领域中的应用
1.2.2.1 抗高血压类四唑化合物
目前，高血压是发病率最高的疾病之一，也是危害心脑血管的主要原因。血管紧张素 AII (Angiotensin, AII)受体拮抗剂[16]为临床上用的最多的抗高血压药物，这些药物具有很好的降压效果，对患者身体基本没有副作用，并且其结构类型多样化，但目前用于治疗高血压的药物主要是沙坦类(Sartans)。
在各类抗高血压药物中，氯沙坦是第一个上市的, 其特征在于生物利用度为30%左右，吸收不受饮食影响，半衰期为6至9小时。故而越来越多的有机合成研究者想方设法对沙坦类药物上的咪唑环进行修饰, 这样便可以得出一系列药效更强的降血压药物[20]（图5）, 这些药物的上市给人类带来了福音。坎地沙坦酯在经过肠道时能以最快的速度水解为坎地沙坦；同样奥美沙坦酯也可以做到，水解为奥美沙坦，因此二者具有相同的特点：拮抗作用高效，降压速度快[17]。
Key words:Pbenzodiazole；2bromine ethyl propionate 目录
1.前言 1
1.1四唑类化合物的简介 1
1.2四唑类化合物的应用 2
1.2.1在配位化学中的应用 2
1.2.2在医药领域中的应用 3
1.2.2.1 抗高血压类四唑化合物 3
1.2.2.2 抗病毒类四唑化合物 4
1.2.2.3 抗菌类四唑化合物 4
1.2.3在农业领域中的应用 5
1.2.3.1四唑类化合物作为除草剂 5
1.2.3.2四唑类化合物作为植物生长调节剂 6
1.2.3.3四唑类化合物作为杀菌剂和杀虫剂 6
1.2.4在材料领域中的应用 7
1.3四唑类化合物的合成 8
1.3.1叠氮化物与腈类化合物环化 8
1.3.1.1金属催化环化 8
1.3.1.2非金属催化环化 11
1.3.2叠氮化物与胺类化合物环化 12
1.3.3叠氮化物与酰胺类化合物环化 13
1.3.4其他方法制备四唑化合物 14
1.4本课题研究的内容及意义 14
2. 实验部分 16
2.1主要实验仪器和原料 16
2.1.1实验仪器 16
2.1.2 主要原料及物理性质 16
2.2对苯二四唑异丙酸的合成 17
2.2.1对苯二四唑的合成 17
2.2.2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
对苯二四唑异丙酸乙酯的合成 18
2.2.3对苯二四唑异丙酸的合成 19
3.实验结果与讨论 21
3.2对苯二四唑的图谱分析 21
3.2对苯二四唑异丙酸的图谱分析 21
4.结语 23
参考文献 24
致谢 26
1.前言
1.1四唑类化合物的简介
四唑的结构为平面结构,是一种不饱和的五元杂环化合物,其稳定性高于其它的含能基团。相比于其他化合物，四唑化合物的氮含量较高，可以达到80％[1]。四唑类化合物的生成焓、密度、含能量和气体的生成量也比较高，并且具有钝感、环保以及低特征信号的特点，因此，一般可以将四唑的母体分为三种结构（图1、图2、图3）[2]，其中（图1）和（图2）的存在已经得到科学证实。
/ / / 图1 1H四唑 图2 2H四唑 图3 5H四唑
四唑的取代一般有N取代衍生物和C取代衍生物两种取代方式，N取代衍生物又可分为N原子上的氢被取代以及C原子上的氢被取代这两种形式，其中研究较多[3]、用途较广的取代形式是C取代衍生物。通过分析结构可知：四唑在固相中主要以（图1）的形式存在，但在液相中，（图2）和（图3）之间存在着一个化学平衡，归因于四唑对取代基和溶剂的理化性质有着极高的敏感度[4]。通过分析质谱可知：四唑在气相中主要以（图2）的形式存在。一系列实验表明：四唑化合物具有芳香性[5]，相比于2H四唑衍生物的芳香性，1H四唑异构体的芳香性[6]较小。15NHMR研究表明：四唑环的质子化位置主要在N4原子上[7]。
起初，四唑类化合物并没有引起人们的研究兴趣，也没有对其进行合成实验，直到第一种四唑衍生物（2氰基5苯基四唑）成功合成后，经过长达六十余年的努力才合成出近400种[8]的四唑化合物，被应用于配位化学、生物化学、固体催化剂、功能材料学和摄影技术[9]等领域，并且在农业、制药业以及药理学等范围也有涉及。同时四唑化合物具有芳香性、含氮量高、结构稳定、感度低以及燃烧产物主要为氮气等优点，可以减轻对环境的污染，降低尾烟的信号，被广泛用作高效无毒的气体发生剂以及低特征信号[10]的推进剂，成为近些年来科学研究的一大热点课题。
1.2四唑类化合物的应用
1.2.1在配位化学中的应用
化学反应中的配位点一般都是由四唑类化合物中的N原子所提供的，这些N原子既能够以中性分子的身份参与配位反应，又能够失去质子，然后以阴离子的形式用于平衡电荷(图4)，除此以外，N原子还可以作为质子受体或者给体产生氢键作用，这样便可以合成出超分子的化合物，由于氢键的存在对提高化合物的熔点有很大的帮助，因此所合成出配合物的机械敏感度都比较低，同时配合物的安定性也比较好[11]。如果中心金属离子的理化性质不同，或者配体中的N原子不同，则可以合成出许多结构不同的单核配合物、双核配合物以及多核配合物，这类配合物的配位模式丰富，拓扑结构新颖。正是由于四唑类化合物有着其不一般的特性，所以在非线性光学材料、吸附材料、磁性材料以及含能材料等诸多领域都具有广泛的应用前景[1215]，吸引越来越多的有机工作者致力于四唑类配合物的研究。
/
图4 氮原子失去质子作为阴离子平衡电荷
1.2.2在医药领域中的应用
1.2.2.1 抗高血压类四唑化合物
目前，高血压是发病率最高的疾病之一，也是危害心脑血管的主要原因。血管紧张素 AII (Angiotensin, AII)受体拮抗剂[16]为临床上用的最多的抗高血压药物，这些药物具有很好的降压效果，对患者身体基本没有副作用，并且其结构类型多样化，但目前用于治疗高血压的药物主要是沙坦类(Sartans)。
在各类抗高血压药物中，氯沙坦是第一个上市的, 其特征在于生物利用度为30%左右，吸收不受饮食影响，半衰期为6至9小时。故而越来越多的有机合成研究者想方设法对沙坦类药物上的咪唑环进行修饰, 这样便可以得出一系列药效更强的降血压药物[20]（图5）, 这些药物的上市给人类带来了福音。坎地沙坦酯在经过肠道时能以最快的速度水解为坎地沙坦；同样奥美沙坦酯也可以做到，水解为奥美沙坦，因此二者具有相同的特点：拮抗作用高效，降压速度快[17]。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/yyhx/210.html
