柔性杂环羧酸有机化合物的设计与合成开题报告

 2022-03-03 20:44:43

1. 研究目的与意义

柔性杂环羧酸化合物的杂环功能团和羧基基团配位能力强、模式丰富,羧酸本身的柔性在构筑配合物时会出现构型的翻转等现象,使得此类配体在构筑功能配合物时表现出色。杂环类物质具有生物活性,在药学,催化等方面都有巨大的应用前景,因此研究此类化合物的合成方法具有一定的意义。

杂环化合物是由至少两种不同元素的原子组成的环状化合物。杂环中除了碳原子外,其他原子统称为杂原子,主要有氮(n)、氧(0)和硫(s)等。按环的大小,杂环化合物分为五元杂环和六元杂环;按环的多少,杂环化合物分为单杂环和稠杂环等。自1857年anderson从骨焦油中分离出吡咯,1870年scheele制出呋喃和1882年meyer发现噻吩至今已有一个多世纪的历史了,杂环化合物的种类和数量发展迅速。杂环化合物约占已知有机物的三分之一。因杂环化合物的独特结构和性质,使其在有机化合物尤其在有机药物合成中占有重要地位,广泛应用于医药、农药和其他重要的化工产品生产中,如作缓蚀剂,抗衰老药物、敏化剂和稳定剂等。

羧酸配体由于其配位点多,配位模式多样,高的稳定性和易形成氢键,并且在配位时易有双核、三核甚至多核的金属簇的多孔结构形成。羧酸类配体它所具有得配位点多导致配位方式灵活多样、稳定性好,金属或金属簇既为节点构造出新颖的拓扑结构、还可以根据去质子的程度不同同时提供给体和受体而形成氢键等优点。因此,羧酸类配体以其独有的优势,引起科学家们极大的兴趣。尤其是羧酸配体在配位聚合物的应用中中更为突出,yaghi小组在这方面的工作最为突出,他们利用含氧多羧酸类配体构筑出新颖的多孔配位化合物,然后再通过有机配体的变化(配体的长度、形状、后修饰基团等)从而合成出一系列典型的mofs。这些多孔mofs材料在h2、ch4、ar、c02的吸附分离及气体储存等方面表现出很好性能。

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2. 研究内容和预期目标

研究内容:根据功能团拼接的原理,选用柔性的羧酸和带活泼氢的杂环为原料(芳香醛和杂环伯氨为原料),合成出柔性羧酸,为后续功能配合物的合成及研究提供基础,并且探究温度,光照等外界因素对反映过程的影响,通过正交实验法对其进行处理以找出最优化的实验条件。

预期目标:以芳香醛和杂环伯胺为原料,设计合理的路径,制备出几种柔性羧酸有机化合物。通过实验研究对其合成条件进行优化,选用更为合适的合成方法提高产物质量,然后对目标产物结构进行表征。

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3. 研究的方法与步骤

合成方法:酯化反应;光溴化法,取代反应等。

合成路线:首先甲基间苯二甲酸和甲醇在浓硫酸催化作用下通过酯化反应生成甲基间苯二甲酸甲酯;然后甲基间苯二甲酸甲酯在nbs作用下通过光溴化法生成苄溴二甲酯;最后苄溴二甲酯和四氮唑等在dmf碱性条件下合成所需产物。

具体过程:见附件图片。

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4. 参考文献

[1]马志峰. 柔性羧酸配体配位聚合物的构筑与性质研究[d].南开大学,2012.

[2]魏佳佳. 含杂环芳香羧酸有机配体的合成及离子热合成金属-有机配位聚合物、晶体结构和性能研究[d].江西师范大学,2012.

[3]郭言朝. 芳香杂环羧酸的合成与应用[d].长春理工大学,2013.

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5. 计划与进度安排

(1)2022-2-22~2022-3-18(第一到四周)在查阅文献资料的基础上,写出开题报告。

(2)2022-3-21~2022-5-20(第五周到第十三周)完成合成实验、结构表征。

(3)2022-5-23~2022-6-17(第十四到十七周)撰写毕业论文并准备答辩。

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