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1、2-咪唑啉的还原反应研究 2、荧光探针染料碳罗丹明中间体的合成研究

作　者: 关丽
导　师: 史真；王云侠
学　校: 西北大学
专　业: 有机化学
关键词: 2-咪唑啉 硼氢化钠 还原 乙二胺衍生物 碳罗丹明中间体
分类号: O621.25
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本论文包括2-咪唑啉的还原反应研究和荧光探针染料碳罗丹明中间体的合成研究两部分内容。论文第一部分是关于2-咪唑啉的还原反应研究。作为一种重要的五元杂环化合物,2-咪唑啉吸引了药物化学、有机合成化学、天然产物化学、配位化学和均相催化等领域化学家的关注。在过去的二十年里,为了满足结构多样化的需求,咪唑啉的合成方法不断被改进。咪唑啉的合成方法已经趋近完善,但咪唑啉的还原反应研究却很少。目前只有本课题组对2-咪唑啉在NaBH4/HCl条件下的还原反应进行了初步研究。本论文在此基础上系统研究2-咪唑啉在NaBH4体系中的还原反应。论文制备了六种具有代表性的2-咪唑啉,并全面研究了此六种2-咪唑啉在NaBH4/I2体系、NaBH4/CoCl2体系、NaBH4/AlCl3体系、NaBH4/ZnCl2体系、NaBH4/CeCl3体系、NaBH4/TiCl4体系下的还原反应,并通过红外、飞行质谱、气质联用和核磁共振氢谱等手段对产物的结构进行了表征,研究了不同还原体系对还原反应的影响,在相同还原体系下2-取代基不同对还原反应的影响,并对其还原机理进行讨论。结果表明,2-咪唑啉在六种还原体系下均发生开环反应,生成了系列不对称取代乙二胺的衍生物,其中NaBH4/I2体系的还原效果最好。本论文在详细研究2-咪唑啉在NaBH4体系中的还原反应同时,也为不对称取代的乙二胺衍生物提供了一种重要的有机合成新方法,该工作对有机化学的基础理论和应用研究的发展都具有重要作用。论文第二部分是关于荧光探针染料碳罗丹明中间体的合成研究。有机荧光染料的设计与合成及其生物学应用研究是有机化学和生物学发展研究中的一个热点课题。长波长荧光探针染料因其能够有效地避免生物体内背景荧光的干扰,并且对细胞组织等具有良好的穿透性而倍受青睐。碳罗丹明类化合物荧光量子产率较高且荧光光谱红移幅度较大,因此是一类非常有潜力的性能优良的荧光探针染料。目前有关碳罗丹明类衍生物的合成鲜有文献报道。论文拟设计合成一类新型碳罗丹明类有机荧光染料。实验设计先合成N,N-二苄基氨基-3-异丙烯基苯胺(Ⅰ)和2-(4-N,N-二苄基氨基苯甲酰基)苯甲酸(Ⅱ)两个重要中间体,接着两个中间体在酸性条件下缩合形成目标化合物。论文工作以间氨基苯甲酸和苯胺为原料,经酯化、氨基保护、醇化和脱水反应合成了中间体(Ⅰ)并通过红外、气质联用等测试手段分析对中间体(Ⅰ)进行表征。中间体(Ⅱ)的合成研究正在进行中。该研究工作对后面碳罗丹明类荧光探针染料的合成及生物学应用具有重要的参考和应用价值。

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-10
第一部分 2-咪唑啉的还原反应研究  10-60
  第一章 绪论  11-35
    1.1 前言  11-12
    1.2 2-咪唑啉的合成综述  12-16
      1.2.1 概述  12-13
      1.2.2 由1,2-二胺合成2-咪唑啉(方法Ⅰ)  13-14
      1.2.3 由β-羟基酰胺制备2-咪唑啉(方法Ⅱ)  14
      1.2.4 由异腈和亚胺制备2-咪唑啉(方法Ⅲ)  14-15
      1.2.5 由N-乙酰基二胺制备2-咪唑啉(方法Ⅳ)  15
      1.2.6 由氮杂环丙烷制备2-咪唑啉(方法V)  15
      1.2.7 其他方法(方法Ⅵ)  15-16
    1.3 2-咪唑啉类化合物还原反应进展  16-17
      1.3.1 2-咪唑啉环的稳定性  16-17
      1.3.2 2-咪唑啉还原开环反应的提出及研究进展  17
    1.4 乙二胺衍生物的合成方法进展  17-19
    1.5 酰胺及酰胺衍生物的还原方法概述  19-22
      1.5.1 催化氢化法  19-20
      1.5.2 金属氢化物还原法  20-22
      1.5.3 有机硅还原剂  22
    1.6 NaBH_4还原方法综述  22-28
      1.6.1 硼氢化钠的应用特点  22
      1.6.2 硼氢化钠和Lewis酸  22-24
      1.6.3 硼氢化钠和质子酸  24-26
      1.6.4 硼氢化钠和碘  26-27
      1.6.5 硼氢化钠和金属盐  27-28
      1.6.6 其他配合体系  28
    1.7 本文主要的研究内容  28-30
    参考文献  30-35
  第二章 2-咪唑啉的合成  35-42
    2.1 引言  35-36
    2.2 实验部分  36-38
      2.2.1 实验试剂与仪器  36
      2.2.2 2-咪唑啉的制备及表征  36-38
    2.3 结果与讨论  38-40
      2.3.1 2-咪唑啉合成的讨论  38-39
      2.3.2 2-咪唑啉红外谱图分析  39-40
      2.3.3 2-咪唑啉的分离与纯化  40
    2.4 本章小结  40-41
    参考文献  41-42
  第三章 2-咪唑啉的还原反应研究  42-59
    3.1 引言  42-43
    3.2 实验部分  43-46
      3.2.1 实验试剂与仪器  43
      3.2.2 试剂的纯化  43-44
      3.2.3 以2-丙基-1-(2-羟乙基)-2-咪唑啉为底物优化还原反应条件研究  44-46
    3.3 结果与讨论  46-56
      3.3.1 溶剂的选择及处理  46
      3.3.2 六种还原体系的优化  46-50
      3.3.3 不同还原体系下底物的拓展  50-54
      3.3.4 终产物的提纯  54
      3.3.5 还原开环反应机理讨论  54-55
      3.3.6 NaBH_4六种还原体系的还原效果比较  55-56
      3.3.7 二位取代基不同对2-咪唑啉还原开环反应的影响  56
    3.4 本章小结  56-57
    参考文献  57-59
  第四章 结论  59-60
第二部分 荧光探针染料碳罗丹明中间体的合成研究  60-84
  第一章 前言  61-70
    1.1 荧光的产生  61-62
    1.2 荧光物质的化学结构  62-64
    1.3 有机荧光探针  64
    1.4 罗丹明类化合物修饰概述  64-70
      1.4.1 用碳族原子(碳、硅)替换中心氧原子  65-67
      1.4.2 用氮族原子(氮)替换中心氧原子  67-68
      1.4.3 用氧族原子(硫、硒、碲)替换中心氧原子  68-70
  第二章 研究内容  70-71
  第三章 实验部分  71-75
    3.1 实验试剂与仪器  71-72
    3.2 中间体Ⅰ的合成研究  72-74
      3.2.1 间氨基苯甲酸乙酯的制备  72
      3.2.2 3-(二苄基氨基)苯甲酸乙酯的制备  72-73
      3.2.3 碘甲烷的制备  73
      3.2.4 格氏试剂甲基碘化镁的制备  73
      3.2.5 α,α-二甲基-3-(N,N-二苄基氨基)苯甲醇的制备  73
      3.2.6 N,N-二苄基氨基-3-异丙烯基苯胺的制备  73-74
    3.3 傅氏酰化反应制备苯甲酸衍生物(化合物Ⅱ)  74-75
      3.3.1 N,N-二苄基苯胺的合成  74
      3.3.2 制备化合物Ⅱ  74-75
  第四章 结果与讨论  75-78
    4.1 傅氏酰化反应机理讨论  75-76
    4.2 化合物Ⅱ的制备思路  76-78
  第五章 结论  78-79
  参考文献  79-84
附图  84-105
硕士期间发表论文  105-106
致谢  106

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 有机化学 > 有机化学一般性问题 > 有机化合物性质 > 化学性质、有机化学反应
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