TEMPO氧化合成多取代中氮茚衍生物的反应条件初探

菜单

摘要：中氮茚是一种重要的杂环化合物。它可以由吡啶鎓盐和缺电子烯烃发生1,3-偶极环加成反应制得。但其中需要加入氧化剂,常见的氧化剂主要有二氧化锰、TPCD、铜盐等，它们都含有过渡金属，对环境污染严重。本文以TEMPO即2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物作为不含过渡金属的氧化剂，探索合成多取代中氮茚衍生物的最佳反应条件。经过一系列的实验及结果分析，得出了较为满意的结果。55302

毕业论文关键词：中氮茚，1,3-偶极环加成，无过渡金属反应，TEMPO

Abstract: Indolizine is a kind of heterocyclic compound, which can be synthesized from pyridinium salts and electron-deficient alkenes through 1,3-dipolar cycloaddition reaction. There are several oxidants could be applied in this reaction, such as manganese dioxide, TPCD, copper diacetate etc. However all of these oxidants contain transition metals and will cause environmental pollution. In this paper, we explore the best condition of the reaction by using 2,2,6,6 -tetramethylpiperidinooxy. After running a series of experiments and analysis, we obtained satisfactory results.

Keywords: Indolizine, 1,3-dipolar cycloaddition, transition metal free reaction, TEMPO

1 绪论 5

1.1 中氮茚衍生物的意义和研究进展 5

1.2 中氮茚衍生物的研究进展 6

1.3 立题思想 7

2 实验部分 8

2.1仪器及试剂 8

2.2 实验原理 8

2.3 实验步骤 8

2.4 实验结果与讨论 9

实验总结 11

参考文献 11

致谢 141 绪论

中氮茚，也被称为吲嗪、吲哚嗪，它含有10π电子和芳香杂环跨环氮原子，是一种吲哚异构体。中氮茚母体的系统命名为吡咯并[1,2-a]吡啶[1]。C.A.上使用的名称是Indolizine。它的10个π电子来自四个双键的四对电子和氮提供的一对电子，其结构式及编号如图1-1所示：

中氮茚有芳香性，可以使用三个主要的杂环体共振式来表示，如图1-2所示：

1.1 中氮茚衍生物的意义和研究进展

Angeli在1890年首次发现了中氮茚[2]。虽然它是一类较为基本的含氮杂环化合物，但在很长的一段时间内人们都忽略了对它的研究。直到1959年，当boekelhejde和他的研究小组利用1,3偶极环加成合成了中氮茚之后[3-5]，人们才逐渐开始研究中氮茚及其衍生物。芳香性中氮茚化合物在自然界中种类并不多，但是它的完全氢化产物中氮茚烷却是大量存在于生物碱中的[6-7]。此类化合物具有很多极为重要的生物活性，比如细胞致突变性，抗癌性，抗菌，抗病毒以及抗生物氧化性等[8-9]，因此利用中氮茚衍生物的生物活性来进行药物的开发是当今一个热门的话题。尤其是当中氮茚的1,2位上的连接其他碳环或杂环后，它们被发现在医学上具有一些更为重要的生物活性[10-11]。

中氮茚具有较好的荧光性，它的发射波长在可见光区，在甲醇溶液中荧光量子效率高达0.72[12]。环上有共轭取代基的中氮茚衍生物的荧光效应更为强烈，它们大多具有鲜艳的颜色，可以把它们用作颜料[13]。扩环的中氮茚衍生物在可见光区也有强吸收并具有更高的量子产率，因而它们可以作为荧光染料和电致发光器件中很好的发光材料。因此，中氮茚衍生物越来越受到有机化学家们的亲睐。