氮杂卡宾对异丙基碳二亚胺的活化【开题报告】

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1、毕业设计开题报告应用化学氮杂卡宾对异丙基碳二亚胺的活化一、选题的背景和意义氮杂环卡宾(N-heterocyclecarbine，简称NHC)，是一类具有优良的给电子特性，能与金属形成反馈键的新型金属配体。20世纪50年代skell等人就开始了对卡宾的研究。1964年Fischer等人将卡宾引入无机和有机化学中，金属卡宾在有机合成和大分子化学中得到了广泛的应用。1991年Arduengo等第一次成功分离得到游离的氮杂环卡宾，才引起人们的注意，氮杂环卡宾的金属络合物作为催化剂，开始得到广泛应用。氮杂环卡宾的发展时间尽管比较短，但是凭借非常高的反应

2、活性已在诸多化学反应中扮演十分重要的作用，尤其是在氮杂环卡宾的金属配合物合成与催化研究方面报道较多。不过环己基氮杂环卡宾与有机小分子的研究较少，对于与N,N'-二异丙基碳二亚胺研究仍未见到报道。本论文我们主要探索氮杂环卡宾对碳二亚胺的活化反应，即环己基氮杂环卡宾对异丙基碳二亚胺分子中的N=C=N双键活化，并对生成新的化合物并进行分离和表征检测。实验得到的一种新化合物，从作用来看，该化合物可与其它类似实验得到的新化合物起到一个对比研究作用，也推动氮杂环卡宾与有机小分子合成的发展。二、研究目标与主要内容（含论文提纲）研究目标：探索氮杂卡宾对异丙基

3、碳二亚胺的活化反应，成功分离并表征目标化合物。1引言1.1概述1.2氮杂环卡宾1.2.1氮杂环卡宾的分类及其结构1.2.2氮杂环卡宾的合成1.3氮杂环卡宾的应用1.3.1氮杂环卡宾的反应性能1.3.1.1与路易斯酸生成加合物1.3.1.2与路易斯碱生成加合物51.3.1.3与金属反应生成络合物1.3.2氮杂环卡宾的催化性能1.4N-杂环卡宾金属配合物的应用1.4.1N-杂环卡宾金属配合物在碳－碳多重键硅氢加成反应中的应用1.4.2N-杂环卡宾金属配合物在酮硅氢加成反应的应用1.4.3N-杂环卡宾金属配合物在Suzuki偶联反应的应用1.4.4

4、N-杂环卡宾金属配合物在Buchwald-Hartwig反应中的应用1.5碳二亚胺化合物1.5.1碳二亚胺化合物的性能与应用1.5.2N,N'-二异丙基碳二亚胺2实验部分2.1实验原理2.2实验试剂及仪器2.2.1实验试剂2.2.2实验试剂规格参数2.2.3实验仪器2.3实验步骤2.3.1N,N'-二环己基硫脲的合成2.3.21,3二环已基咪唑-2-硫酮的合成2.3.3二环己基氮杂环卡宾的制备2.3.41，3-二环己基咪唑-2-亚基对异丙基碳二亚胺的活化反应3结果与讨论3.1产物的表征3.1.1对中间体硫脲的表征与分析3.1.2对硫酮的表征与

5、分析3.1.3对目标产物的表征与分析4结语参考文献致谢附录5三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等本论文根据文献报道以及考虑到本校的实验设施限制，采用原位合成法中的环硫脲去硫法：制取氮杂环卡宾采用环硫脲去硫法；其中硫酮的合成方法参照捷克科学家Lipophilic的合成方法。本方法的优点在于氮杂环卡宾的分离较简单。第一步：N,N'-二环己基硫脲的合成在电动搅拌机的作用下，将100ml二甲苯和53.46g(62.2ml)环己胺加入到250ml的四口反应瓶中，用冰水浴降温到5℃以下。开始滴加19.54g(15.51ml)二硫化碳，滴加

6、40min，温度控制在5~15℃，滴加完毕后，10℃下保温1h。撤走冰水浴，换上加热套，缓慢升温至120℃，冷凝常压回流50min拖出硫化氢，此时溶液呈浑浊浅黄色；继续升温至137℃，冷凝回流100min脱出硫化氢，此时溶液澄清透明呈浅黄色，并且溶液表面不再有气泡冒出时，撤去加热套，使其自然降温到10℃，伴随着结晶析出，用布氏漏斗抽滤，得到白色固体，用20ml二甲苯洗涤2次，用抽真空泵去除溶剂及其它杂质，得到纯净固体。第二步：1,3二环已基咪唑-2-硫酮的合成将55.35gN,N'-二环己基硫脲与25.52g3-羟基-2丁酮放入单口反应瓶中，

7、再加入100ml正戊醇，装置系统通入氮气除去空气，在氮气的保护下磁力搅拌并缓慢加热至160℃，使反应瓶内的固体完全溶解，溶液呈浅黄色，并且冷凝管口出出现回流现象，恒温保持5h；继续升温至190℃，回流2h，脱去未反应的3-羟基-2丁酮和溶剂正戊醇；除去冷凝管，用电热套加热抽真空，除去杂质，静置冷却，使其固化；在冰水浴中降温抽真空，得到浅黄色玻璃状固体。第三步：1，3-二环己基咪唑-2-亚基制备在隔绝空气的情况下，将8.76g硫酮与2.925g金属钾放入单口反应瓶中，加入60ml四氢呋喃，通氮气除去装置内空气，在氮气的保护下，用加热套加热，常压

8、下冷凝回流8h，溶液渐淡，呈浅棕色；14h后，继续加热并磁力搅拌，冷凝回流2h；冷却过滤，除去杂质。最后，1，3-二环己基咪唑-2-亚基对异丙基碳二亚胺的活化反应在