间苯基二四唑乙（丙）酸的合成
间苯基二四唑乙（丙）酸的合成[20200411154602]
摘要
四唑是常见的含氮原子的五元杂环。本论文首先用间苯二甲腈和迭氮化钠为原料，在N,N’-二甲基甲酰胺（DMF）溶剂中，以氯化铵为催化剂，反应生成间苯二四唑。然后用间苯二四唑与溴乙酸乙酯反应，以三乙胺为催化剂，生成间苯二四唑乙酸乙酯;用间苯二四唑与溴丙酸乙酯反应，以氢氧化钠为催化剂，生成间苯二四唑丙酸乙酯。最后分别将间苯二四唑乙酸乙酯和间苯二四唑丙酸乙酯碱性水解，得到间苯二四唑二乙酸和间苯二四唑二丙酸。使用红外光谱仪和熔点仪对所合成出的产物进行初步分析。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:四唑四唑乙（丙）酸合成
Key words: Tetrazole ;Tetrazole acetic( propionic)acid;Synthesis目录
1.前言 1
1.1 四唑的简介 1
1.2 四唑类化合物的应用 2
1.2.1医学上的应用 3
1.2.2农业方面的应用 4
1.2.3材料方面的应用 5
1.3 取代四唑衍生物的合成方法 6
1.3.1 用氰基合成（—CN） 6
1.3.2 用酰胺合成（—CONH2) 7
1.3.3 用氨基合成（—NH2） 8
1.3.4 用醇醛酮合成 9
1.3.5 其他合成方法 11
1.4 四唑-羧酸衍生物的合成方法 12
1.4.1 四唑5-.C-羧酸化合物合成 12
1.4.2 四唑N1-.或N2-羧酸化合物合成 12
2.原理及实验部分 14
2.1主要实验仪器和原料 14
2.1.1实验仪器 14
2.1.2 主要原料及物理性质 14
2.2 间苯基二四唑乙（丙）酸的合成 15
2.2.1 间苯二四唑的合成 15
2.2.2间苯二四唑乙酸乙酯的合成 16
2.2.3间苯二四唑丙酸乙酯的合成 17
2.2.4间苯二四唑二乙酸的合成 18
2.2.5间苯二四唑二丙酸的合成 19
3 实验结果与讨论 21
3.1红外图谱分析 21
3.1.1间苯二四唑的图谱分析 21
3.1.2间苯二四唑乙酸乙酯的图谱分析 21
3.1.3间苯二四唑丙酸乙酯的图谱分析 22
3.2晶体结构分析 23
4结论 28
参考文献 29
致谢 31
1.前言
1.1 四唑的简介
四唑（Tetrazoles）是一种常见的含氮五元杂环化合物，其化学式为CN4H2。四唑环为平面结构，其中氮含量达到了80%，生成热比较大，为235.7KJ/mol，热稳定性要优于其他含能基团。到目前为止，还未发现自然生成的四唑及其四唑衍生物。四唑具有芳香性，离域能为209 kJ.mol-1。根据氢原子位置的不同，四唑母体可分为三种异构体，分别是1H-四唑（α）、2H-四唑（β）和5H-四唑（γ）（如图1）。
图1. 三种四唑母体的分子结构和原子编号
通过实验，已经证实了α-和β-四唑的存在[1]，下图2为1H-四唑（Ⅰ）、2H-四唑（Ⅱ）的几何构型，在图中也能大致看出它们分子间氢键的距离，具体键长参数由（表1）所示。
图2. α-和β-四唑
表1. 1H - 四唑、2H - 四唑的键长参数[2]
键长/nm Ⅰ Ⅱ
RN1-N2 0.1373(0.1351) 0.1342(0.1326)
RN2-N3 0.1302(0.1287) 0.1347(0.1326)
RN3-N4 0.1385(0.1364) 0.1323(0.1307)
RN4-C5 0.1323(0.1312) 0.1366(0.1355)
RC5-N1 0.1356(0.1346) 0.1338(0.1326)
RC5-H6 0.1082(0.1077) 0.1082(0.1077)
RN-H7 0.1016(0.1009) 0.1017(0.1011)
1.2 四唑类化合物的应用
四唑作为常见的化合物，是一类重要的含能材料。表2列举了四唑热力学性质的一些常用数据：恒压热容（CP）、标准熵（S0T）、标准焓（H0T）[5] 。
表2 四唑的热力学性质数据
构型 T/K CP J/(mol?) S0T J(mol?K) H0T KJ/mol
Ⅰ 200.00 42.05 250.71 124.23
298.15 59.19 270.56 129.17
500.00 91.75 309.42 144.62
700.00 111.24 343.68 165.09
900.00 123.08 373.18 188.61
Ⅱ 200.00 40.86 250.27 126.47
298.15 56.97 269.42 131.23
500.00 89.71 307.10 146.23
700.00 109.85 340.78 166.37
900.00 122.12 369.98 189.66
在1968年，就有科学家对四唑（衍生物）盐的爆炸性能进行了总结[3]。四唑（衍生物）盐爆炸后主要生成N2和CO2，造成环境污染较小，是一类良好的做功物质，因此四唑类化合物作为一类新型含能材料具有良好发展前景。通过实验研究表明可以通过修改唑类化合物的取代基来改变其性能，在四唑环上引入硝基可以提高物质的能量，会增加其敏感度[4]；在四唑环上引入甲基可以降低物质的能量，可提高物质的稳定性。四唑具有高能量、低特征信号、钝感和环保等特点，是一类拥有良好发展前景的含能化合物。
最初，四唑类化合物主要应用在固体推进剂、烟火技术、钝感炸药和气体产生剂等领域[7]。由于对四唑类化合物研究较少，至今都没有系统的文献对其进行详细概括[8]。
四唑类化合物最初发展缓慢，1885年，瑞典化学家Bladin合成出第一个四唑衍生物(2-氰基-5-苯基四唑)，到1950年才有300多种四唑类化合物被合成[6]。20世纪50年代以后，由于四唑类化合物被大量运用在药理学、农业、生物化学等各个领域，使四唑化合物的研发得以迅速发展。一般单纯的四唑类化合物在水及甲醇、乙醇等较大极性溶剂中的溶解性不是很好，只要在四唑环上接一个乙酸、丙酸等基团，生成四唑羧酸衍生物，使四唑由一个刚性小分子变成了一个柔性链状分子，会大大提高四唑化合物在水及甲醇、乙醇等较大极性溶剂中的溶解性。有些四唑羧酸衍生物具有良好的荧光性质，是很好的感光材料，为四唑化合物提供了一个新的发展方向。四唑类化合物与金属离子构筑在配位化合物时，结构上有较大的可变性和伸缩性。四唑的多氮富电子共轭体系能够使四唑类化合物的多种共价键相互作用，成为了构筑金属-有机配合物的良好材料，为四唑化合物的应用提供了更加宽广的发展前景。如今四唑类化合物应用日趋成熟，在医药、农药、材料等众多领域显示出巨大的开发价值。
1.2.1医学上的应用
四唑类化合物在药物设计与开发领域被广泛应用,它可作为药物与生物体内多种酶和受体作用，呈现出广泛的生物活性。目前四唑类化合物已经应用在抗高血压、抗病毒、抗菌、抗癌等药物的研究上，它们的临床治疗效果也十分显著。
下列是四唑类化合物在药物中的具体应用（如图3）：抗高血压类药物奥美沙坦酯（a），抗HIV类药物芳硫代四唑衍生物（b）,抗菌类药物头孢雷特（c），抗癌类药物四唑酮类化合物（d）。
摘要
四唑是常见的含氮原子的五元杂环。本论文首先用间苯二甲腈和迭氮化钠为原料，在N,N’-二甲基甲酰胺（DMF）溶剂中，以氯化铵为催化剂，反应生成间苯二四唑。然后用间苯二四唑与溴乙酸乙酯反应，以三乙胺为催化剂，生成间苯二四唑乙酸乙酯;用间苯二四唑与溴丙酸乙酯反应，以氢氧化钠为催化剂，生成间苯二四唑丙酸乙酯。最后分别将间苯二四唑乙酸乙酯和间苯二四唑丙酸乙酯碱性水解，得到间苯二四唑二乙酸和间苯二四唑二丙酸。使用红外光谱仪和熔点仪对所合成出的产物进行初步分析。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:四唑四唑乙（丙）酸合成
Key words: Tetrazole ;Tetrazole acetic( propionic)acid;Synthesis目录
1.前言 1
1.1 四唑的简介 1
1.2 四唑类化合物的应用 2
1.2.1医学上的应用 3
1.2.2农业方面的应用 4
1.2.3材料方面的应用 5
1.3 取代四唑衍生物的合成方法 6
1.3.1 用氰基合成（—CN） 6
1.3.2 用酰胺合成（—CONH2) 7
1.3.3 用氨基合成（—NH2） 8
1.3.4 用醇醛酮合成 9
1.3.5 其他合成方法 11
1.4 四唑-羧酸衍生物的合成方法 12
1.4.1 四唑5-.C-羧酸化合物合成 12
1.4.2 四唑N1-.或N2-羧酸化合物合成 12
2.原理及实验部分 14
2.1主要实验仪器和原料 14
2.1.1实验仪器 14
2.1.2 主要原料及物理性质 14
2.2 间苯基二四唑乙（丙）酸的合成 15
2.2.1 间苯二四唑的合成 15
2.2.2间苯二四唑乙酸乙酯的合成 16
2.2.3间苯二四唑丙酸乙酯的合成 17
2.2.4间苯二四唑二乙酸的合成 18
2.2.5间苯二四唑二丙酸的合成 19
3 实验结果与讨论 21
3.1红外图谱分析 21
3.1.1间苯二四唑的图谱分析 21
3.1.2间苯二四唑乙酸乙酯的图谱分析 21
3.1.3间苯二四唑丙酸乙酯的图谱分析 22
3.2晶体结构分析 23
4结论 28
参考文献 29
致谢 31
1.前言
1.1 四唑的简介
四唑（Tetrazoles）是一种常见的含氮五元杂环化合物，其化学式为CN4H2。四唑环为平面结构，其中氮含量达到了80%，生成热比较大，为235.7KJ/mol，热稳定性要优于其他含能基团。到目前为止，还未发现自然生成的四唑及其四唑衍生物。四唑具有芳香性，离域能为209 kJ.mol-1。根据氢原子位置的不同，四唑母体可分为三种异构体，分别是1H-四唑（α）、2H-四唑（β）和5H-四唑（γ）（如图1）。
图1. 三种四唑母体的分子结构和原子编号
通过实验，已经证实了α-和β-四唑的存在[1]，下图2为1H-四唑（Ⅰ）、2H-四唑（Ⅱ）的几何构型，在图中也能大致看出它们分子间氢键的距离，具体键长参数由（表1）所示。
图2. α-和β-四唑
表1. 1H - 四唑、2H - 四唑的键长参数[2]
键长/nm Ⅰ Ⅱ
RN1-N2 0.1373(0.1351) 0.1342(0.1326)
RN2-N3 0.1302(0.1287) 0.1347(0.1326)
RN3-N4 0.1385(0.1364) 0.1323(0.1307)
RN4-C5 0.1323(0.1312) 0.1366(0.1355)
RC5-N1 0.1356(0.1346) 0.1338(0.1326)
RC5-H6 0.1082(0.1077) 0.1082(0.1077)
RN-H7 0.1016(0.1009) 0.1017(0.1011)
1.2 四唑类化合物的应用
四唑作为常见的化合物，是一类重要的含能材料。表2列举了四唑热力学性质的一些常用数据：恒压热容（CP）、标准熵（S0T）、标准焓（H0T）[5] 。
表2 四唑的热力学性质数据
构型 T/K CP J/(mol?) S0T J(mol?K) H0T KJ/mol
Ⅰ 200.00 42.05 250.71 124.23
298.15 59.19 270.56 129.17
500.00 91.75 309.42 144.62
700.00 111.24 343.68 165.09
900.00 123.08 373.18 188.61
Ⅱ 200.00 40.86 250.27 126.47
298.15 56.97 269.42 131.23
500.00 89.71 307.10 146.23
700.00 109.85 340.78 166.37
900.00 122.12 369.98 189.66
在1968年，就有科学家对四唑（衍生物）盐的爆炸性能进行了总结[3]。四唑（衍生物）盐爆炸后主要生成N2和CO2，造成环境污染较小，是一类良好的做功物质，因此四唑类化合物作为一类新型含能材料具有良好发展前景。通过实验研究表明可以通过修改唑类化合物的取代基来改变其性能，在四唑环上引入硝基可以提高物质的能量，会增加其敏感度[4]；在四唑环上引入甲基可以降低物质的能量，可提高物质的稳定性。四唑具有高能量、低特征信号、钝感和环保等特点，是一类拥有良好发展前景的含能化合物。
最初，四唑类化合物主要应用在固体推进剂、烟火技术、钝感炸药和气体产生剂等领域[7]。由于对四唑类化合物研究较少，至今都没有系统的文献对其进行详细概括[8]。
四唑类化合物最初发展缓慢，1885年，瑞典化学家Bladin合成出第一个四唑衍生物(2-氰基-5-苯基四唑)，到1950年才有300多种四唑类化合物被合成[6]。20世纪50年代以后，由于四唑类化合物被大量运用在药理学、农业、生物化学等各个领域，使四唑化合物的研发得以迅速发展。一般单纯的四唑类化合物在水及甲醇、乙醇等较大极性溶剂中的溶解性不是很好，只要在四唑环上接一个乙酸、丙酸等基团，生成四唑羧酸衍生物，使四唑由一个刚性小分子变成了一个柔性链状分子，会大大提高四唑化合物在水及甲醇、乙醇等较大极性溶剂中的溶解性。有些四唑羧酸衍生物具有良好的荧光性质，是很好的感光材料，为四唑化合物提供了一个新的发展方向。四唑类化合物与金属离子构筑在配位化合物时，结构上有较大的可变性和伸缩性。四唑的多氮富电子共轭体系能够使四唑类化合物的多种共价键相互作用，成为了构筑金属-有机配合物的良好材料，为四唑化合物的应用提供了更加宽广的发展前景。如今四唑类化合物应用日趋成熟，在医药、农药、材料等众多领域显示出巨大的开发价值。
1.2.1医学上的应用
四唑类化合物在药物设计与开发领域被广泛应用,它可作为药物与生物体内多种酶和受体作用，呈现出广泛的生物活性。目前四唑类化合物已经应用在抗高血压、抗病毒、抗菌、抗癌等药物的研究上，它们的临床治疗效果也十分显著。
下列是四唑类化合物在药物中的具体应用（如图3）：抗高血压类药物奥美沙坦酯（a），抗HIV类药物芳硫代四唑衍生物（b）,抗菌类药物头孢雷特（c），抗癌类药物四唑酮类化合物（d）。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/yyhx/932.html
