富电子芳香醇和尿素催化氧化法合成二氢嘧啶酮的研究【字数：9548】
嘧啶酮类及其衍生物经研究发现具有很高的应用价值，是近几年杂环化合物合成的热点研究对象。它的取代物可以作为许多抗病毒药物的前体。在杀菌，抗癌等方面有着重要应用。本实验通过使用杂多酸类离子液体作为催化剂，先用富离子芳香醇进行催化氧化反应，然后与尿素反应合成二氢嘧啶酮来进行。本实验的实验方法为两步一锅法，使用[PyPS]3PW12O40 杂多酸离子液体作为催化剂来催化反应，先使富电子芳香醇合成醛，然后与尿素反应生成中间产物，继续发生闭环反应形成二氢嘧啶酮。将反应物富电子芳香醇，氧化剂，催化剂混合搅拌子放入玻璃瓶。将油浴锅加热至80度，然后放入玻璃瓶。用TLC检测反应进程，在反应程度较完全时加入1,3-二羰基化合物（3.0mmol），脲（4.5mmol），将油浴锅温度调至120度在进行反应。同时TLC检测反应，当产物明显时停止。先后使用乙酸乙酯进行溶解过滤，然后用旋转蒸发仪进行旋转蒸发。确定展开剂的合适配比，最后过柱得到产物，再以NMR等检测产物。通过实验可知富电子芳香醇的基团不同，在相同的反应过程和反应条件中有着不同的影响。具体的影响表现在反应时间和反应产率上。采用杂多酸类离子液体类作为催化剂的优点显而易见，其可重复使回收利用的特性，避免了浪费，也降低了使用成本，同时对环境的污染也会有所缓解。本课题通过实验得出了用富电子芳香醇醇，尿素合成二氢嘧啶酮的一条的路线，这条路线可改善biginelli的不足之处，同时也有一些其他方面优化。二氢嘧啶酮有着良好的发展前景，其合成方法也值得进行深入探究。
目录
1.引言 1
1.1杂多酸离子液体 1
1.1.1杂多酸 1
1.1.2离子液体 1
1.2二氢嘧啶酮类化合物 5
1.2.1 二氢嘧啶酮概述 5
1.2.2二氢嘧啶酮合成及应用 6
1.3本文章的目的与意义 7
2.实验部分 8
2.1所需试剂与仪器 8
2.1.1所需试剂 8
2.1.2所用仪器 9
2.2实验原理及方法 10
2.2.1实验原理 10
2.3.1实验方法 10
2.3富电子芳香醇和尿素催化氧化法合成二氢嘧啶酮 11
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
2.3.1苯甲醇、乙酰乙酸乙酯和脲的反应 11
2.3.1对甲氧基苯甲醇、乙酰乙酸乙酯和脲的反应 11
2.3.1对甲基苯甲醇、乙酰乙酸乙酯和脲的反应 12
2.3.1苯甲醇、乙酰乙酸甲酯和脲的反应 12
2.3.1对甲氧基苯甲醇、乙酰乙酸甲酯和脲的反应 12
2.3.1对甲基苯甲醇、乙酰乙酸甲酯和脲的反应 13
2.3.1对甲基苯甲醇、乙酰丙酮和脲的反应 13
2.4产物分离和样品检测 14
2.4.1 TLC检测 14
2.4.2柱层分析法 14
3.实验数据与讨论 15
3.1实验结果 15
3.2结果分析 16
3.3产物图谱 18
结语 26
参考文献 27
致谢 29
1.引言
1.1杂多酸离子液体
1.1.1杂多酸[12]
杂多酸具有酸碱性和氧化性，由不同含氧酸缩合而形成 ,也叫多金属氧簇。是含氧桥多酸配位化合物。 催化活性较高，而且其稳定性很好，也可用作相转移催化剂，而且对环境物无污染，优点众多，在化学各门类中都受到了重点研究，形成的复杂结构。。此类催化剂绿色无污染，可用以催化的反应众多，具有很好的发展优势和潜力。
杂多酸已经确定的有 5 种，分别为 Dawson 结构、Keggin 结构、 Anderson 结构、Waugh 结构和 Silverton 结构。
杂多酸的历史最早可追溯到1826年,这一年，Berzelius 通过酸化钼酸盐和磷酸盐的混合液 ,制得 PMo12 。随着人们的不断地研究，发现 ,制备杂多酸的方法也逐渐增多 ,主要的方法有酸化法、乙醚萃取法、离子交换法和降解法等。酸化法是众多方法中制备杂多酸的经典 。
/
图１.１.１一些重要的钼和钨的同多阴离子结构
由于杂多酸组成的特性，结构的易调变，多功 能性，低毒和低腐蚀的优点，其在酸催化，氧化催 化，双功能催化等方面，以及在均相、双相和多相 催化体系中都有广泛的应用．基于目前杂多酸催化 剂的研究现状，我们认为杂多酸催化剂未来的研究 热点将集中在一下几个方面： １．对杂多酸的酸性和氧化性能的进一步挖掘， 扩大应用的范围和领域． ２．把杂多酸和新材料、新研究手段相结合，对 杂多酸进行修饰，复合，杂化．发展出新的功能型 催化剂． ３．结合绿色化学的手段，发展出各种清洁环保 高效的催化体系.
1.1.2离子液体[3]
（1）离子液体
离子液体是在室温时呈现业态的离子体系，是仅由离子组成的液体。 其最早可追溯到上世纪初，sugdn曾报道过液态时的离子化合物。离子液体应用众多，例如由于其具有电化学特性,可以应用于电池、电容器、晶体管等方面
（2）离子液体种类
离子液体分为正离子和负离子。
正离子有4类可分为: 烷基季铵离子 、烷基季瞵离子、1, 3 二烷基取代的咪唑离子 、N 烷基取代的吡啶离子
? ???负离子可分为两大类:一类是卤化盐，另一类则称为新离子液体，于1992年发现，其不同于卤化盐离子液体，它在水和空气中都非常稳定，因此也受到了广泛的研究。离子液体种类繁多，通过将不同种类的阴阳离子组合，可得到不同种的离子液体。
/
图１.１.２ 几种常见的离子液体阳离子
（3）离子液体性质和特性，
熔点具有不确定性。离子液体在适当的低温条件具有阻燃性。热稳定性和化学稳定性很好，通常在300度以上。离子液体具有低毒性。
离子液体的发展进程
离子液体的发展经历了三代。
第一代离子液体是在1914年，walden通过浓硝酸和乙胺反应得到了第一种离子液体，但是这种离子液体在空气中很不稳定。而且容易发生爆炸，所以没有引起广泛的关注。经过几十年的发展，科学家们分别合成了在室温条件下的离子液体，室温铝酸盐等一系列性质不同的离子液体。
第二代离子液体是在Wilkes和Zaworotko合成了抗水性和稳定性强的（bmim[BF4]）。从而使离子液体的研究终于受到重视。而且此实验意味着第二代离子液体的研究开始。在此期间，gratzol和bonhote报道了咪唑类离子液体，它具有低粘度，高导电率，高稳定性等优点。
第三代离子液体是于2000年后，离子液体的研究方向发生改变，功能化成为其研究的主要方向，功能化指的是根据具体反应所需要的物理性质，化学性质对离子液体进行设计，因此第三代离子液体也称为功能化离子液体。
1.1.3 杂多酸离子液体催化剂
（1）杂多酸离子液体催化剂的优点
1）物质状态稳定，在极性溶剂中的溶解度相比于其他催化剂要高，可应用于不同的反应体系中。
目录
1.引言 1
1.1杂多酸离子液体 1
1.1.1杂多酸 1
1.1.2离子液体 1
1.2二氢嘧啶酮类化合物 5
1.2.1 二氢嘧啶酮概述 5
1.2.2二氢嘧啶酮合成及应用 6
1.3本文章的目的与意义 7
2.实验部分 8
2.1所需试剂与仪器 8
2.1.1所需试剂 8
2.1.2所用仪器 9
2.2实验原理及方法 10
2.2.1实验原理 10
2.3.1实验方法 10
2.3富电子芳香醇和尿素催化氧化法合成二氢嘧啶酮 11
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
2.3.1苯甲醇、乙酰乙酸乙酯和脲的反应 11
2.3.1对甲氧基苯甲醇、乙酰乙酸乙酯和脲的反应 11
2.3.1对甲基苯甲醇、乙酰乙酸乙酯和脲的反应 12
2.3.1苯甲醇、乙酰乙酸甲酯和脲的反应 12
2.3.1对甲氧基苯甲醇、乙酰乙酸甲酯和脲的反应 12
2.3.1对甲基苯甲醇、乙酰乙酸甲酯和脲的反应 13
2.3.1对甲基苯甲醇、乙酰丙酮和脲的反应 13
2.4产物分离和样品检测 14
2.4.1 TLC检测 14
2.4.2柱层分析法 14
3.实验数据与讨论 15
3.1实验结果 15
3.2结果分析 16
3.3产物图谱 18
结语 26
参考文献 27
致谢 29
1.引言
1.1杂多酸离子液体
1.1.1杂多酸[12]
杂多酸具有酸碱性和氧化性，由不同含氧酸缩合而形成 ,也叫多金属氧簇。是含氧桥多酸配位化合物。 催化活性较高，而且其稳定性很好，也可用作相转移催化剂，而且对环境物无污染，优点众多，在化学各门类中都受到了重点研究，形成的复杂结构。。此类催化剂绿色无污染，可用以催化的反应众多，具有很好的发展优势和潜力。
杂多酸已经确定的有 5 种，分别为 Dawson 结构、Keggin 结构、 Anderson 结构、Waugh 结构和 Silverton 结构。
杂多酸的历史最早可追溯到1826年,这一年，Berzelius 通过酸化钼酸盐和磷酸盐的混合液 ,制得 PMo12 。随着人们的不断地研究，发现 ,制备杂多酸的方法也逐渐增多 ,主要的方法有酸化法、乙醚萃取法、离子交换法和降解法等。酸化法是众多方法中制备杂多酸的经典 。
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图１.１.１一些重要的钼和钨的同多阴离子结构
由于杂多酸组成的特性，结构的易调变，多功 能性，低毒和低腐蚀的优点，其在酸催化，氧化催 化，双功能催化等方面，以及在均相、双相和多相 催化体系中都有广泛的应用．基于目前杂多酸催化 剂的研究现状，我们认为杂多酸催化剂未来的研究 热点将集中在一下几个方面： １．对杂多酸的酸性和氧化性能的进一步挖掘， 扩大应用的范围和领域． ２．把杂多酸和新材料、新研究手段相结合，对 杂多酸进行修饰，复合，杂化．发展出新的功能型 催化剂． ３．结合绿色化学的手段，发展出各种清洁环保 高效的催化体系.
1.1.2离子液体[3]
（1）离子液体
离子液体是在室温时呈现业态的离子体系，是仅由离子组成的液体。 其最早可追溯到上世纪初，sugdn曾报道过液态时的离子化合物。离子液体应用众多，例如由于其具有电化学特性,可以应用于电池、电容器、晶体管等方面
（2）离子液体种类
离子液体分为正离子和负离子。
正离子有4类可分为: 烷基季铵离子 、烷基季瞵离子、1, 3 二烷基取代的咪唑离子 、N 烷基取代的吡啶离子
? ???负离子可分为两大类:一类是卤化盐，另一类则称为新离子液体，于1992年发现，其不同于卤化盐离子液体，它在水和空气中都非常稳定，因此也受到了广泛的研究。离子液体种类繁多，通过将不同种类的阴阳离子组合，可得到不同种的离子液体。
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图１.１.２ 几种常见的离子液体阳离子
（3）离子液体性质和特性，
熔点具有不确定性。离子液体在适当的低温条件具有阻燃性。热稳定性和化学稳定性很好，通常在300度以上。离子液体具有低毒性。
离子液体的发展进程
离子液体的发展经历了三代。
第一代离子液体是在1914年，walden通过浓硝酸和乙胺反应得到了第一种离子液体，但是这种离子液体在空气中很不稳定。而且容易发生爆炸，所以没有引起广泛的关注。经过几十年的发展，科学家们分别合成了在室温条件下的离子液体，室温铝酸盐等一系列性质不同的离子液体。
第二代离子液体是在Wilkes和Zaworotko合成了抗水性和稳定性强的（bmim[BF4]）。从而使离子液体的研究终于受到重视。而且此实验意味着第二代离子液体的研究开始。在此期间，gratzol和bonhote报道了咪唑类离子液体，它具有低粘度，高导电率，高稳定性等优点。
第三代离子液体是于2000年后，离子液体的研究方向发生改变，功能化成为其研究的主要方向，功能化指的是根据具体反应所需要的物理性质，化学性质对离子液体进行设计，因此第三代离子液体也称为功能化离子液体。
1.1.3 杂多酸离子液体催化剂
（1）杂多酸离子液体催化剂的优点
1）物质状态稳定，在极性溶剂中的溶解度相比于其他催化剂要高，可应用于不同的反应体系中。
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