1. 研究目的与意义
双苯并唑类化合物同时含有O、N杂原子和大π键的芳杂环,原料来源广,本身可作为荧光团,具有优良的荧光性能。
同时它们也是重要的有机合成原料或中间体,因其优异的生物活性、生色体功能和配位能力,广泛应用于生物医药、催化、光电功能材料、分子探针材料等领域,在高聚物的合成中亦占有重要地位。
根据反应原理和实验方法的不同,合成双苯并唑类及其衍生物的方法有多种。
2. 研究内容与预期目标
苯并噁唑化合物作为噁唑衍生物,不仅具有噁唑环的一般化学性质,而且苯环与噁唑环同平面构成稳定性更高的电子离域体系,特殊的化学结构和电子效应决定了苯并噁唑类化合物是一类有机药物及众多功能材料合成的重要中间体。苯并噁唑衍生物具有抗真菌、抗肿瘤、降血压和治疗低血糖等生理学功效。苯并噁唑化合物具有广泛的生物活性,如抗癌、抗真菌、消炎、治疗低血糖和生理紊乱等,在药物化学中具有非常重要的意义;并可用于模拟天然超氧化物歧化酶(SOD)的活性部位研究生物活性,可用于模拟天然超氧化物歧化酶(SOD)的生物活性。苯并噁唑衍生物还可以广泛应用于表面活性处理剂、环氧树脂新型固化剂、化学发光、金属配合物催化剂、阻燃剂、抗腐蚀剂、光电功能材料等领域。本课题旨在设计合成含有双苯并噁唑结构单元的新型有机功能分子,从易得、价廉的原料出发,通过条件温和、操作简单的有机合成方法,实现苯并噁唑和其衍生物的合成,是此类化合物合成方法研究的主要方面。采用现代仪器分析测试技术对其分子结构进行表征确证,并系统研究其性能,具有重要科学研究价值和实用前景。
3. 研究方法与步骤
本课题探讨比较以深共融溶剂为反应溶剂和催化剂或以多聚磷酸(PPA)做缩合催化剂,均以邻氨基苯酚和丙二酸为原料的最优合成路线。(1)方法一:选择邻氨基苯酚和丙二酸摩尔比2:1的量作为底物置于100ml加入磁性转子的圆底烧瓶中,以各种组成的DES为反应溶剂或催化剂,控制温度为70~95℃,TLC跟踪反应进程,当原料点消失时,可停止反应。反应结束后,冷却至室温后加入冰水猝灭反应,而后用乙酸乙酯萃取多次,合并有机相并减压浓缩后,得到粗产物,再经柱色谱分离或重结晶提纯得到最终产物。水相经干燥除水后重新得到DES,并可重复利用。方法二:称取邻氨基苯酚和丙二酸摩尔比2:1的量作为底物依次加入到100mL三口烧瓶中,后加入预先加热的40 mL多聚磷酸(PPA),设温度为150℃加热回流6h后,得墨绿色液体,倒入到100 mL冰水混合物中,出现上下分层情况,上层为深蓝色下层为粉色。机械搅拌以20%NaOH溶液中和过量的PPA呈咖啡色溶液,析出灰绿色固体,抽滤得粗产物,以3:1比例混合的乙醇水溶液重结晶,活性炭脱色,得到浅黄色溶液,冷却结晶。抽滤得淡黄色结晶状粉末。
(2)对所合成的化合物进行红外、核磁、热分析等测试表征; (3)对所合成的化合物进行紫外(溶剂效应和浓度效应)、光致发光等光物理性能进行系统研究。
4. 参考文献
[1] Harshal M. Bachhav, Saket B. Bhagat, Vikas N. Telvekar. Efficientprotocol for the synthesis of quinoxaline, benzoxazole and benzimidazole derivatives using glycerol as green solvent [J]. Tetrahedron Letters, 2011, 52(43): 5697-5701. [2] 付颖,王敏,叶非。
N-二氯乙酰基 5-氯-2,3-二氢苯并噁唑的合成[J]。
高等学校化学工程学报,2012,26(1):134-138。
5. 工作计划
1、2022-11-11~2022-1-20,收集及查阅资料,掌握本课题的国内外研究现状、存在的问题,确定研究路线和实验方案。
2、2022-1-21~2022-3-5,双苯并噁唑甲烷的合成。
3、2022-3-6~2022-4-5,目标产物双苯并噁唑甲烷的结构表征。
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