对苯二四唑乙（丙）酸的合成
对苯二四唑乙（丙）酸的合成[20200411154827]
摘要
四唑是常见的含氮原子的五元杂环化合物。本论文首先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，以氯化铵为催化剂，反应生成对苯二四唑。然后用对苯二四唑与溴乙酸乙酯反应，以三乙胺为催化剂，生成对苯二四唑乙酸乙酯;用对苯二四唑与溴丙酸乙酯反应，以氢氧化钠为催化剂，生成对苯二四唑丙酸乙酯。最后分别将对苯二四唑乙酸乙酯和对苯二四唑丙酸乙酯碱性水解，得到对苯二四唑乙酸和对苯二四唑丙酸。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:对苯二四唑溴乙酸乙酯溴丙酸乙酯合成
目 录
1.前言 1
1.1 四唑化合物简介 1
1.2 四唑类化合物的应用 1
1.2.1在农业上的应用 1
1.2.2在医学上的应用 2
1.2.3在含能材料方面的应用 3
1.2.4在配合物方面的应用 4
1.3取代四唑羧酸衍生物的合成方法 6
1.3.1羧基在四唑环形成之前就存在的羧酸合成方法 6
1.3.2羧基链接在N1-.位或N2位上的四唑的合成方法 11
2.原理及实验部分 13
2.1主要实验仪器和原料 13
2.1.1实验仪器 13
2.1.2主要原料和其物理性质 13
2.2对苯二四唑乙酸的生成 14
2.2.1对苯二四唑的合成 14
2.2.2对苯二四唑乙酸乙酯的合成 14
2.2.3对苯二四唑乙酸的合成 15
2.3对苯二四唑丙酸的生成 17
2.3.1对苯二四唑的合成 17
2.3.2对苯二四唑丙酸乙酯的合成 17
2.2.3对苯二四唑丙酸的合成 18
3 实验结果与讨论 21
3.1对苯二四唑的图谱分析 21
3.2对苯二四唑乙酸乙酯的图谱分析 21
3.3对苯二四唑乙酸的图谱分析 22
3.4对苯二四唑丙酸乙酯的图谱分析 23
3.5单晶结构分析 23
参考文献 27
结语 29
致谢 30
1.前言
1.1 四唑化合物简介
四唑及其衍生物是指含四个氮原子和一个碳原子的五元杂环化合物。在生物代谢过程中扮演了羧酸稳定的生物等价替代物地角色。四唑在有机化学中的许多领域的应用很广泛。但它的研究和合成起步较晚，和其他唑类化合物一样，一开始并未引起人们的足够重视，自从1885年Bladin合成出第一个四唑衍生物2-氰基-5-苯基四唑以后，到1950年为止才合成出300多种四唑衍生物[1]。但自20世纪50年代以来 ，由于四唑类化合物在农业、生物化学、药理学、药物、摄影技术和炸药等方面的广泛应用，其合成及研究才得以迅速的发展[2,3]。目前应用的最广泛的就是1-取代或1，5-双取代的 1H-1，2 ，3，4-四唑类化合物。
1.2 四唑类化合物的应用
由于四唑的多氮富电子的共轭体系从而使得四唑类化合物可发生多种共价键相互作用，如与金属离子配位和容易形成氢键等等，因此四唑类化合物表现出了许多性能，这些性能使得四唑类化合物在众多领域显示出了广阔的应用潜力和开发价值。但是，四唑类化合物的应用至今都没有文献对其进行完整而系统的报道[4]。
1.2.1在农业上的应用
四唑及其衍生物在农药上的应用也很多，如植物生长调节剂和除草剂，如除草剂四唑酰草胺（图a）。日本拜耳农化于1991年开始研发四唑啉酮类农药，并在 1992年发现了一个新型的稻田除草剂四唑酰草胺图1[5]。四唑酰草胺是一种用于禾本科植物及一年生莎草科植物的除草剂，对稗草效果更好。又如除草剂兰州大学张自义等人合成了含有四唑环的氨基硫脲（图2）和含有四唑环的三唑啉硫酮（图3），这些化合物对小麦的芽鞘生长有明显的促进作用，效果接近植物生长激素吲哚乙酸[6]。
图1
图2 图3
另外还发现了一些四唑类化合物对植物有较强的抗菌和抗病毒等活性。这类药剂初步的研发展示了很好的应用前景，也使得四唑类化合物在农业科学的研究上渐渐得到重视。印度Sengupta.A.K等人曾于1997年报道过四唑类化合物图（4）对植物有抗菌、抗病毒活性。[7]
图（4）
1.2.2在医学上的应用
四唑类化合物可与生物体内多种受体和酶相互作用从而呈现出广泛的生物活性，常常被用作治疗剂，在抗高血压、抗菌、消炎、支气管哮喘和血小板凝集抑制剂的治疗等方面应用相当广泛，且临床效果相当不错，如抗生素药物头孢雷特（图5）、沙坦类抗高血压药物奥美沙坦酯（图6）、血小板凝集抑制剂类药物西洛他唑（图7）[8]、平喘剂吡嘧司特（图8）[9]。
图5 图6
图7 图8
1.2.3在含能材料方面的应用
随着社会的发展，寻找性能良好地含能材料已经成为当务之急。四唑类含能化合物具有很高的含氮量、正生成焓、爆压、爆速和良好的热稳定性等等的特点，其在含能材料领域显示出良好的应用前景。四唑环与多硝基苯如2，4，6，三硝基氯苯的结合不仅仅能增加分子的生成焓，还会因为四唑环与苯环的共轭而增加分子稳定性，提供了合成符合要求的新含能材料的可能。
关于四唑的热力学性质也有一些数据如（表1），图上所显示的是恒压热容（CP）、标准熵（S0T）和标准焓（H0T）[10]
表1 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
构型 T/K CP J/(mol?) S0T J(mol?K) H0T KJ/mol
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
四唑燃烧温度低，将其作为弹药的成分可以降低对炮管的侵蚀。例如，5-乙烯基四唑作为含能材料的应用就很有发展前途[11]。1989年美国Mishra等人申请了用钝感黏合剂作为推进剂的专利[12]，他将聚2-甲基-5-乙烯基四唑和聚乙二醇混合作为黏合剂使用在推进剂中，这种方法所得到的黏合剂的密度比较大，而且效果也比较好。同时在光敏材料和燃料电池方面的研究也较为活跃，而且还可以作为催化剂等等。
1.2.4在配合物方面的应用
配合物是由配体、外界离子和中心金属离子相结合从而形成的一类化合物，四唑类富氮杂环化合物的氨基氮原子、羰基氧原子和成环氮原子都具有孤对电子,可以与中心离子形成配位键。配合物的研究不仅仅在于它的价键形成方式种类繁多，更多的还是是其丰富多彩的立体构型，多样迷人的网络结构和其可裁剪的特点，以及它在选择性吸附分离、催化材料、分子基磁学、非线性光学材料和超导材料方面具有的广阔的应用前景，使它成为当今化学研究的热门课题之一。
摘要
四唑是常见的含氮原子的五元杂环化合物。本论文首先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，以氯化铵为催化剂，反应生成对苯二四唑。然后用对苯二四唑与溴乙酸乙酯反应，以三乙胺为催化剂，生成对苯二四唑乙酸乙酯;用对苯二四唑与溴丙酸乙酯反应，以氢氧化钠为催化剂，生成对苯二四唑丙酸乙酯。最后分别将对苯二四唑乙酸乙酯和对苯二四唑丙酸乙酯碱性水解，得到对苯二四唑乙酸和对苯二四唑丙酸。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:对苯二四唑溴乙酸乙酯溴丙酸乙酯合成
目 录
1.前言 1
1.1 四唑化合物简介 1
1.2 四唑类化合物的应用 1
1.2.1在农业上的应用 1
1.2.2在医学上的应用 2
1.2.3在含能材料方面的应用 3
1.2.4在配合物方面的应用 4
1.3取代四唑羧酸衍生物的合成方法 6
1.3.1羧基在四唑环形成之前就存在的羧酸合成方法 6
1.3.2羧基链接在N1-.位或N2位上的四唑的合成方法 11
2.原理及实验部分 13
2.1主要实验仪器和原料 13
2.1.1实验仪器 13
2.1.2主要原料和其物理性质 13
2.2对苯二四唑乙酸的生成 14
2.2.1对苯二四唑的合成 14
2.2.2对苯二四唑乙酸乙酯的合成 14
2.2.3对苯二四唑乙酸的合成 15
2.3对苯二四唑丙酸的生成 17
2.3.1对苯二四唑的合成 17
2.3.2对苯二四唑丙酸乙酯的合成 17
2.2.3对苯二四唑丙酸的合成 18
3 实验结果与讨论 21
3.1对苯二四唑的图谱分析 21
3.2对苯二四唑乙酸乙酯的图谱分析 21
3.3对苯二四唑乙酸的图谱分析 22
3.4对苯二四唑丙酸乙酯的图谱分析 23
3.5单晶结构分析 23
参考文献 27
结语 29
致谢 30
1.前言
1.1 四唑化合物简介
四唑及其衍生物是指含四个氮原子和一个碳原子的五元杂环化合物。在生物代谢过程中扮演了羧酸稳定的生物等价替代物地角色。四唑在有机化学中的许多领域的应用很广泛。但它的研究和合成起步较晚，和其他唑类化合物一样，一开始并未引起人们的足够重视，自从1885年Bladin合成出第一个四唑衍生物2-氰基-5-苯基四唑以后，到1950年为止才合成出300多种四唑衍生物[1]。但自20世纪50年代以来 ，由于四唑类化合物在农业、生物化学、药理学、药物、摄影技术和炸药等方面的广泛应用，其合成及研究才得以迅速的发展[2,3]。目前应用的最广泛的就是1-取代或1，5-双取代的 1H-1，2 ，3，4-四唑类化合物。
1.2 四唑类化合物的应用
由于四唑的多氮富电子的共轭体系从而使得四唑类化合物可发生多种共价键相互作用，如与金属离子配位和容易形成氢键等等，因此四唑类化合物表现出了许多性能，这些性能使得四唑类化合物在众多领域显示出了广阔的应用潜力和开发价值。但是，四唑类化合物的应用至今都没有文献对其进行完整而系统的报道[4]。
1.2.1在农业上的应用
四唑及其衍生物在农药上的应用也很多，如植物生长调节剂和除草剂，如除草剂四唑酰草胺（图a）。日本拜耳农化于1991年开始研发四唑啉酮类农药，并在 1992年发现了一个新型的稻田除草剂四唑酰草胺图1[5]。四唑酰草胺是一种用于禾本科植物及一年生莎草科植物的除草剂，对稗草效果更好。又如除草剂兰州大学张自义等人合成了含有四唑环的氨基硫脲（图2）和含有四唑环的三唑啉硫酮（图3），这些化合物对小麦的芽鞘生长有明显的促进作用，效果接近植物生长激素吲哚乙酸[6]。
图1
图2 图3
另外还发现了一些四唑类化合物对植物有较强的抗菌和抗病毒等活性。这类药剂初步的研发展示了很好的应用前景，也使得四唑类化合物在农业科学的研究上渐渐得到重视。印度Sengupta.A.K等人曾于1997年报道过四唑类化合物图（4）对植物有抗菌、抗病毒活性。[7]
图（4）
1.2.2在医学上的应用
四唑类化合物可与生物体内多种受体和酶相互作用从而呈现出广泛的生物活性，常常被用作治疗剂，在抗高血压、抗菌、消炎、支气管哮喘和血小板凝集抑制剂的治疗等方面应用相当广泛，且临床效果相当不错，如抗生素药物头孢雷特（图5）、沙坦类抗高血压药物奥美沙坦酯（图6）、血小板凝集抑制剂类药物西洛他唑（图7）[8]、平喘剂吡嘧司特（图8）[9]。
图5 图6
图7 图8
1.2.3在含能材料方面的应用
随着社会的发展，寻找性能良好地含能材料已经成为当务之急。四唑类含能化合物具有很高的含氮量、正生成焓、爆压、爆速和良好的热稳定性等等的特点，其在含能材料领域显示出良好的应用前景。四唑环与多硝基苯如2，4，6，三硝基氯苯的结合不仅仅能增加分子的生成焓，还会因为四唑环与苯环的共轭而增加分子稳定性，提供了合成符合要求的新含能材料的可能。
关于四唑的热力学性质也有一些数据如（表1），图上所显示的是恒压热容（CP）、标准熵（S0T）和标准焓（H0T）[10]
表1 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
构型 T/K CP J/(mol?) S0T J(mol?K) H0T KJ/mol
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
四唑燃烧温度低，将其作为弹药的成分可以降低对炮管的侵蚀。例如，5-乙烯基四唑作为含能材料的应用就很有发展前途[11]。1989年美国Mishra等人申请了用钝感黏合剂作为推进剂的专利[12]，他将聚2-甲基-5-乙烯基四唑和聚乙二醇混合作为黏合剂使用在推进剂中，这种方法所得到的黏合剂的密度比较大，而且效果也比较好。同时在光敏材料和燃料电池方面的研究也较为活跃，而且还可以作为催化剂等等。
1.2.4在配合物方面的应用
配合物是由配体、外界离子和中心金属离子相结合从而形成的一类化合物，四唑类富氮杂环化合物的氨基氮原子、羰基氧原子和成环氮原子都具有孤对电子,可以与中心离子形成配位键。配合物的研究不仅仅在于它的价键形成方式种类繁多，更多的还是是其丰富多彩的立体构型，多样迷人的网络结构和其可裁剪的特点，以及它在选择性吸附分离、催化材料、分子基磁学、非线性光学材料和超导材料方面具有的广阔的应用前景，使它成为当今化学研究的热门课题之一。
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