1,3一偶极环加成反应在叠氮推进剂中的应用
偶极环加成反应
1 背景介绍
2 各项反应
3
总结
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背景介 绍 1,3-偶极环加成反应(1,3-dipolar
cycloaddition)是发生在1,3-偶极体和烯烃、炔烃或 相应衍生物之间的环加成反应,产物是一个五元杂环化 合物。烯烃类化合物在反应中称亲偶极体。德国化学家 Rolf Huisgen首先广泛应用此类反应制取五元杂环化合 物,因此它也称为Huisgen反应。
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通过2-芳亚甲基-6,7-二氢-5H-噻唑并[3,2-a]嘧啶-3酮与靛红、肌氨酸的l,3-偶极环加成反应,合成了一系列新 的螺噻唑并嘧啶类化合物,以期为药物筛选提供先导化合物。
李筱芳 ,于贤勇 ,冯亚青1,3-偶极环加成反应合成螺噻唑并[3,2-a]嘧啶类化合物, 有机化学2010年第30卷第5期,735-739
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反应介 绍
通过1-苄基-3,5-双芳亚甲基哌啶-4-酮与靛 红、脯氨酸的1,3-偶极环加成反应,合成了一系 列新的螺哌啶-六氢吡嗪类化合物。
令玉林,刘彬,李筱芳,于贤勇,易平贵 1,3一偶极环加成反应合成螺哌啶 一六氢吡嗪
类化合物 中图分类号:062 文献标识码:A 文章编号:1672—9102(2010)04一0101-03
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在氧化剂存在下吡啶叶立德与查尔酮进行1,3-偶 极环加成反应,一锅法合成2-苯基-3-乙酰基中氮茚, 以及用类似的一锅法合成1-苯甲酰基-2-苯基-3-乙酰基 吡咯并[2,I-a]异喹啉化合物。
王炳祥,徐助雄,吴婧 吡啶叶立德与查尔酮1,3.1偶极环加成反应制备2-苯基-3乙酰基中氮茚 有机化学 2006年第26卷第11期,1587~1589
两种反应型叠氮硝胺发射药表面钝感剂的性能改进
两种反应型叠氮硝胺发射药表面钝感剂的性能改进潘胜;黄振亚;张翔;胡向明【摘要】为改进叠氮硝胺发射药表面钝感剂的性能,以3-丁炔-1-醇和2-甲基-3-丁炔-2-醇为原料设计合成了钝感剂前驱体2,4,6-三(3-丁炔-1-氧基)-1,3,5-三嗪(TPYT)和三乙炔基苯(TEB);采用差示扫描量热(DSC)法和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)法研究了前驱体与叠氮基的反应活性,并用转鼓喷涂工艺制得了钝感发射药DAG-DG-1和DAG-DG-2,采用密闭爆发器实验测试了钝感发射药的燃烧性能.结果表明,TPYT和TEB分别能在60℃和50℃下与聚叠氮缩水甘油醚(GAP)反应,60℃下两者与GAP完全反应的时间分别为24h和12h,显示较强的反应活性;TPYT和TEB可用于叠氮硝胺发射药的表面钝感,使钝感发射药DAG-DG-1和DAG-DG-2的燃烧渐增系数分别达到1.78和1.44,获得良好的燃烧渐增性.%To improve properties ot the surface deterrents of azidonitramine gunpropellant,deterrent precursors 2,4,6-tris(3-butyne-l-yloxy)-1,3,5triazine(TPYT) and 1,3,5,-triethynylbenzene(TEB) were designed and synthesized using 3-butyn-1-ol and 2-methyl-3-butyn-2 ol as raw materials.The reactivity between the deterrent precursor and azide were researched by differential scanning calorimetry (DSC) and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR).The deterred propellants DAG-DG-1 and DAG-DG-2 were prepared by rotating-drum spraying technique,and their combustion performance were measured by the closed-bombtest.The results show that TPYT and TEB can react with glycidyl azide polymer(GAP) at 60℃ and 50℃ respectively.At 60℃,TPYT and TEB can fully react with GAP in 24h and 12h respectively,revealing that their reactionactivities are strong,TPYT and TEB can be used for surface deterring of azidonitramine gun propellant and make the progressive burning factor of deterred gun propellants DAG-DG-1 and DAG-DG--2 reach 1.78 and 1.44 respectively and obtain good burning progressivity.【期刊名称】《火炸药学报》【年(卷),期】2018(041)001【总页数】5页(P102-106)【关键词】材料科学;端炔基化合物;表面钝感;叠氮硝胺发射药;燃烧性能;TPYT;TEB;GAP【作者】潘胜;黄振亚;张翔;胡向明【作者单位】南京理工大学化工学院,江苏南京210094;南京理工大学化工学院,江苏南京210094;南京理工大学化工学院,江苏南京210094;南京理工大学化工学院,江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】TJ55;TQ562引言叠氮硝胺发射药是一种高能低烧蚀的发射药,然而其初始燃气生成速率高,在高装填密度和底部点火条件下容易产生压力波,限制了其应用[1],通过表面钝感来调节其燃烧性能是解决该问题的一种方法。
GAP/环氧化合物体系胶片的制备与性能表征
GAP/环氧化合物体系胶片的制备与性能表征郑启龙;周伟良;肖乐勤;菅晓霞【摘要】为探索一种新型非异氰酸酯固化体系,以端羟基聚叠氮缩水甘油醚( GAP )为研究对象,三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TMPTGE)为固化剂,通过实验筛选出六亚甲基四胺(HA)为固化催化剂,对GAP/TMPTGE/HA固化体系进行了研究。
通过拉伸试验、DMA试验,研究了固化参数R和固化时间对GAP/TMPTGE胶片力学性能的影响,借助非等温DSC法,研究了GAP/TMPTGE/HA体系的固化动力学特征,并通过TG实验对胶片热性能进行了表征。
结果表明,随着固化参数R的增大,胶片的断裂伸长率先增加后降低,拉伸强度不断增大;R=3.0时,胶片断裂伸长率达到最大值98%,此时拉伸强度为0.67 MPa,玻璃化转变温度为-34.8℃;胶片热分解分为2个阶段,对应的分解峰温分别为250℃和350℃。
%Glycidyl azide polymer(GAP) was curedby trimethylolpropane triglycidyl ether(TMPTGE) in the presence of ater⁃tiary amine catalyst( HA) . The effects of R and cure time on the mechanical properties of the GAP/TMPTGE film were character⁃ized by tensile test and DMA. The kinetic characteristics of this curing reaction were studied thoroughly by means of DSC, and ther⁃mal properties were studied by TG. The results indicate that the breaking elongation of the film increases at first then decreases and the tensile strength increases straightly with the increase of the R. When R is 3.0, the breaking elongation of the film is 98%, the tensile strength is 0.67 MPa and the glasstransition temperature of the film is -34.8℃. The TG experimental results show that the decomposition of cured film can be divided into twosteps, the decomposition peak temperatures of which are 250℃ and 350℃ re⁃spectively.【期刊名称】《固体火箭技术》【年(卷),期】2016(039)004【总页数】6页(P497-502)【关键词】聚叠氮基缩水甘油醚;环氧化合物;力学性能;热性能【作者】郑启龙;周伟良;肖乐勤;菅晓霞【作者单位】南京理工大学化工学院,南京 210094;南京理工大学化工学院,南京 210094;南京理工大学化工学院,南京 210094;南京理工大学化工学院,南京210094【正文语种】中文【中图分类】V512现行复合推进剂多为聚氨酯型推进剂,采用端羟基粘合剂和异氰酸酯固化体系[1],具有力学性能优良、使用温度范围广的特点。
基于丙二腈的含能化合物的合成研究进展
[ KEYWORDS] malononitrileꎻ energetic materialꎻ synthesisꎻ reaction mechanismꎻ detonation performance
含能 化 合 物ꎻ 基 于 氰 基 的 反 应 活 性ꎬ 可 以 合 成 四
水环化构成呋咱的核心骨架 3 ̄氨基 ̄4 ̄酰胺肟基呋
可以合成典型的含能结构单元呋咱环 [2] 及呋咱类
唑
[3]
、异呋咱
[4]
含能结构单元ꎻ基于由丙二腈转化
的典型含能化合物 3 ̄氨基 ̄4 氰基呋咱分子中的氨
基的反应活性ꎬ可以构建偶氮桥 [5] 和醚桥联 [6] 等含
3
[20]
ꎮ 因此ꎬ设计
和合成 C—C 键连接的三呋咱类化合物是获得具有
优异能量特性的含能化合物的有效方法 [21] ꎮ
如图 3 所示ꎬ3 ̄氨基 ̄4 ̄酰氯肟基呋咱在 2 ~ 4 ℃
下ꎬ与 Na2 CO3 溶液反应得到化合物 12ꎬ再经还原得
到二氨基三呋咱(13)
[22]
ꎮ 周彦水等
[7]
用过氧硫酸
氮含能化合物ꎮ
以丙二腈为原料可以合成 3ꎬ4 ̄二(3 ̄硝基呋咱 ̄
4 ̄基) 氧化呋咱( DNTF)
唑二羟胺盐( HATO)
[9]
[7 ̄8]
、1ꎬ1 ̄二羟基 ̄5ꎬ5 ̄联四
等性能优异的含能材料ꎮ 归
纳总结了基于丙二腈的含能化合物的设计思路和合
成路线ꎬ为今后设计、合成性能优异的新型含能材料
重氮化合物在化学生物学中的运用
重氮化合物在化学生物学中的运用摘要: 重氮化合物的制备方法进行了简要介绍。
重叠化合成物在化学生物学中的应用:环加成反应、作为探针研究生物分子、蛋白质的烷基化、生物可逆蛋白质修饰、生成卡宾对肽和蛋白质的修饰和核酸的烷基化。
关键词:重氮化合物、化学生物学、蛋白质近日,来自威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin–Madison)的Ronald T. Raines教授在ACS Chemical Biology杂志上发表综述文章介绍了重氮化合物在化学生物学中的应用[1](Diazo Compounds: Versatile Tools for Chemical Biology)。
相信学化学的同学们对重氮化合物肯定不陌生。
现在,我简要粗略的梳理一下这篇综述。
我们先仰望一下这位本科毕业于麻省理工,博士毕业于哈佛的通讯作者Ronald T. Raines教授。
综述开篇,作者先是简要介绍了一下什么是重氮化合物(R1R2C=N2),以及重氮化合物相对叠氮化合物(R1R2CH-N3)在生物学应用中的优势,比如体积更小和更广泛的反应活性。
与叠氮化合物另一个不同点是,自然界存在着含有重氮基团的天然产物,作者列举了含有重氮基团的氨基酸,以及两类活性显著的天然产物kinamycins和lomaiviticins(结构如下图)。
作者接着就重氮化合物的制备方法进行了简要介绍。
主要概括:(i) 重氮基转移[2,3];(ii) 胺类直接重氮化[4,5];(iii) 腙类分解或氧化[6,7];(iv) N-亚硝基化合物重排[8,9];(v) 1,3-二取代酰基三嗪分解[10,12];(vi) 来自其他重氮化合物[13-17]。
尽管在有机化学上有许多制备重氮化合物的方法,但是在化学生物学领域当中也受到很大限制,这主要受制于重氮化合物的多官能团兼容性以及水溶性。
当然作者也不忘推广一下自己开发的从叠氮化合物制备重氮化合物的方法,该方法一定程度上提高了反应的水溶性。
1,3-偶极环加成反应
冯亚青1 偶极环加成反应合成螺噻唑并[3 [3, a]嘧啶类化合物 嘧啶类化合物, 李筱芳 ,于贤勇 ,冯亚青1,3-偶极环加成反应合成螺噻唑并[3,2-a]嘧啶类化合物, 有机化学2010年第30卷第5 2010年第30卷第 735有机化学2010年第30卷第5期,735-739
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Yamada等利用 酮亚胺与钴(III) (III)阳离子的络合 Yamada等利用 B-酮亚胺与钴(III)阳离子的络合 物催化氮-芳亚甲基苯基氧化胺(2,R2=Ar,R3 =Ph)与 物催化氮-芳亚甲基苯基氧化胺(2, =Ar, =Ph)与 (2 甲酰基- 环戊烯的1 偶极环加成反应。 1-甲酰基-1-环戊烯的1,3-偶极环加成反应。在反应 液中加入NaBH4的乙醇溶液猝灭环加成反应, NaBH4的乙醇溶液猝灭环加成反应 液中加入NaBH4的乙醇溶液猝灭环加成反应,将环加成 产物的醛基转化为更稳定的醇,产物19保持了1 19保持了 产物的醛基转化为更稳定的醇,产物19保持了1,3-偶 极环加成反应的收率、非对映选择性和对映选择性。 极环加成反应的收率、非对映选择性和对映选择性。
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通过六氢- 芳基-lH-比喃[2, d]并嘧啶-2(8aH)通过六氢-4-芳基-lH-比喃[2,3-d]并嘧啶-2(8aH)[2 并嘧啶 硫酮与丁炔二酸二甲(DMAD)的加成反应, (DMAD)的加成反应 硫酮与丁炔二酸二甲(DMAD)的加成反应,合成了一系列新 的吡喃一嘧啶并噻唑类化合物。 的吡喃一嘧啶并噻唑类化合物。
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叠氮基与碳叠氮基与碳-碳双 碳三键或碳键、碳-碳三键或碳氮三键的1 氮三键的1,3一偶极 环加成反应通常有很 多优点。 多优点。
曼尼希反应方程式
曼尼希反应方程式1. 简介曼尼希反应是有机化学中一种重要的合成反应,以德国化学家曼尼希(Rolf Huisgen)的名字命名。
该反应是一种1,3-偶极环加成反应,可以用于合成五元和六元环化合物。
曼尼希反应在有机合成中具有广泛的应用,可以构建复杂分子骨架和多样性药物分子。
2. 反应机理曼尼希反应的机理涉及到1,3-偶极亲电体和炔烃之间的环加成过程。
具体步骤如下:1.形成1,3-偶极亲电体:通常使用含有电子丰富基团的化合物作为1,3-偶极亲电体,如亚硝基化合物、叠氮化合物等。
2.形成炔烃:炔烃可以通过多种方法制备,如卤代烷与碱金属乙炔盐反应、卤代烷与共轭碳酸酯反应等。
3.环加成:在适当的溶剂条件下,将1,3-偶极亲电体和炔烃反应,形成新的环化合物。
该反应通常在室温下进行。
4.生成产物:经过环加成反应后,生成的产物可以是五元环或六元环化合物,具有丰富的结构多样性。
3. 反应条件曼尼希反应的条件取决于所使用的1,3-偶极亲电体和炔烃的性质。
一般来说,以下条件适用于大多数曼尼希反应:•温度:室温下进行。
•溶剂:常用的溶剂包括二氯甲烷、乙醚、二甲基亚砜等。
•催化剂:某些情况下需要催化剂存在,如铜盐催化剂。
•反应时间:根据具体反应体系而定,通常几小时到几天不等。
4. 应用和实例曼尼希反应广泛应用于有机合成领域,可以构建复杂分子骨架和多样性药物分子。
以下是几个典型的实例:4.1 合成五元环化合物曼尼希反应可以用于合成五元环化合物,如吡咯、异吲哚等。
例如,将含有亚硝基的化合物与炔烃反应,可以得到吡咯衍生物。
4.2 合成六元环化合物曼尼希反应还可以用于合成六元环化合物,如噻吩、苯并噻吩等。
例如,将叠氮化合物与炔烃反应,可以得到噻吩衍生物。
4.3 多组分曼尼希反应多组分曼尼希反应是一种重要的变种,可以同时使用多个不同的1,3-偶极亲电体和炔烃进行反应。
这种方法可以高效地构建多样性分子库和药物候选化合物。
5. 总结曼尼希反应是一种重要的有机合成方法,可以用于构建复杂分子骨架和多样性药物分子。
点击化学简介
角色 , 它的修饰和改性工作一直备受关注。但由于 糖类化合物结构复杂 , 使其在改性时常伴随副反应 发生且产物收率低。而点击化学所独有的反应条件 温和、 产物收率高以及选择性好等特性 , 可避免传统 改性方法带来的这些问题[ 8] 。 目前应用原位点击化学合成类天然化合物的工 作最有吸引力。它借助酶为反应模板 , 选择性链接 各模块组分, 从而合成酶自身的抑制剂。原位点击 化学已被用来发现多种酶的高亲和力的抑制剂, 包 括重要的神经递质酶 , 如乙酰胆 碱酯酶、 新陈代谢 [ 9] 酶、 碳酸酐酶和艾滋病毒蛋白酶 等。原位点击化 学技术, 作为对传统药物合成与筛选方法的补充 , 正 被世界上很多实验室和药物公司所采用。 4. 2 点击化学在聚合物合成中的应用 人们常常利用偶合反应来制备嵌段、 星形、 梳形 以及环形等聚合物 , 但是由于端基活性的问题常使 得目标聚合物收率低和结构不规整 , 而具有高转化 率的点击化学反应则为这一传统方法带来了新的生 机。近两年, 偶极环加成点击化学反应在聚合物化 学上被广泛地应用于官能化合成与修饰大分子。此 后又将它与原子转移自由基聚合相结合合成了许多 各种各样的聚合物。现在, 点击化学从聚合物的本 体聚合到合成复杂的大分子结构上都得到了广泛的 体现。人们利用点击化学引入功能基团改进聚合物 的性能, 同时还可利用点击化学链接所需基团构筑 特殊结构的高分子 [ 8] 。 4. 3 点击化学在表面修饰中的应用 点击化学反应以其高反应活性的特点成为一种 表面修饰的新手段 , 为表面改 性注入了新的 活力。 Collm an 等[ 10] 首次将 点击化学应用 到对电极 表面 修饰的研究中。他们将叠氮化的配体在金电极表面 形成单分子层 , 然后将炔化的二茂铁修饰到电极表 面, 并通过循环伏安法考察了电极性能 , 讨论了不同 配体在表面的吸附。 点击化学还被广泛应用于各种色谱固定相的表 面修饰中。 Punna 等 [ 11] 将各种功能分子 修饰到琼 脂糖粒子表面 , 为其在亲和色谱上的应用提供实验 依据。 Guo 等[ 12] 报道了将 CD、 葡萄糖、 麦芽糖点 击到硅胶表面制备亲水作用液相色谱固定相, 用于 分离高极性混合物。还有许多科研工作者通过点击 反应将各种功能 团修饰到各种基材表面 ( 如金、 硅 [ 13] 等) 拓展其在生物传感器、 图形化等领域的应用 。
1,3-偶极环加成
1,3-偶极环加成分子中含有或偶极结构的分子,称为1,3-偶极分子。
这类分子都能与烯烃衍生物发生环加成反应。
常见的1,3-偶极分子如下:1,3-偶极分子与烯烃或其它不饱和化合物发生环加成反应,生成含五员环的杂环化合物:1,3-偶极分子基本上是三原子体系,其分子轨道与烯丙基负离子型结构相似,π体系中含有4个电子,存在一个离域的4π电子体系。
1,3-偶极化合物可以用偶极共振的极限式来进行描述,下表列出了臭氧,重氮甲烷和叠氮化合物的偶极共振极限式。
名称分子式电子结构偶极共振的极限式臭氧重氮甲烷叠氮化物从表中可以看出,1,3-偶极化合物具有一个三原子四电子的π体系,它与烯丙基负离子具有类似的分子轨道,它的HOMO 的对称性和普通的双烯相同,因此1,3-偶极环加成反应和Diels-Alder 反应十分类似。
如果用前线轨道理论来处理1,3-偶极环加成反应,基态时它具有以下的过渡态,是分子轨道对称守恒原理所允许的。
1,3-偶极环加成的过渡状态(点击图片将有动画表示)1,3-偶极体1,3-偶极体的种类很多,例如下面这些都是1,3-偶极环加成反应中常用的化合物。
腈叶立德腈亚铵氧化腈甲亚铵叶立德甲亚铵亚铵氧化甲亚铵羰基叶立德亲偶极体也可以是多种含碳、氮、氧、硫的重键化合物,如:烯烃亚硝基化合物炔烃二硫化碳醛因此1,3-偶极环加成反应提供了一些极有价值的五元杂环的新合成法。
悉尼酮是首次在悉尼(Sydney)发现的,因此得名。
它是一个偶极分子,具有以下结构,代表一类化合物:不过这个偶极成为环的一部分。
它也可以和亲1,3-偶极分子发生加成作用,例如和苯乙烯加成,然后再失去二氧化碳,就得到稳定的五元二唑化合物。
1,3-偶极环加成反应逆向反应1,3-偶极环加成反应,和双烯合成相似,也可以发生逆向反应。
上面悉尼酮的加成物,失去二氧化碳,就可以看作是这样的一个逆向反应。
有几个1,3-偶极分子就是利用杂环化合物的逆向分解来制备的。
1,3-偶极环加成反应-精品文档
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通过2-芳亚甲基-6,7-二氢-5H-噻唑并[3,2-a]嘧啶-3酮与靛红、肌氨酸的l,3-偶极环加成反应,合成了一系列新 的螺噻唑并嘧啶类化合物,以期为药物筛选提供先导化合物。
李筱芳 ,于贤勇 ,冯亚青1,3-偶极环加成反应合成螺噻唑并[3,2-a]嘧啶类化合物, 有机化学2019年第30卷第5期,735-739
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通过六氢-4-芳基-lH-比喃[2,3-d]并嘧啶-2(8aH)硫酮与丁炔二酸二甲(DMAD)的加成反应,合成了一系列新 的吡喃一嘧啶并噻唑类化合物。
姚飞,曾荣今,王慧,沈鹏飞 1,3一偶极环加成反应合成新型的吡喃一嘧啶并噻唑类化 合物 中图分类号:062 文献标识码:A 文章编号:1672—9102(2019)02—0101—04
叠氮基参与 的1,3-偶极 环加成反应 含能盐 含能基团的修饰 新型含能聚合物
池俊杰,夏宇,张晓勤,曲贵晨,常伟林,王建伟 1,3一偶极环加成反应 在含能材料中的应用 中图分类号:0621.3;TJ55 文献标识码:A 文章 编号:1672—2191(2019)03—0025—04
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叠氮基与碳-碳双 键、碳-碳三键或碳氮三键的1,3一偶极 环加成反应通常有很 多优点。
反应模块化 高产率 反应条件简单 后处理简单
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立体选择性
此类反应是经典点击化学(Click Chemistry) 的精华 。故自2019年诺贝尔化学奖获得者K.B.Sharpless提出 点击化学的概念以来,叠氮基参与的1,3一偶极环加成反 应就在药物合成、分子印迹、超支化聚合物制备、 纳米材料的修饰等众多领域引起了国内外科学家的重视。 含能材料黏合剂
肽钉合技术的综述
肽钉合技术的发展与应用概述摘要:肽钉合技术是在肽的端链或侧链环化,约束其α-螺旋构象,增强其生物活性的一种策略。
通过共价连接两个氨基酸的侧链进行装订,从而形成一个肽大环,主要以烷基链、二硫键、酰胺键、联芳基、联芳基醚类和三氮唑类连接方式为主。
越来越多的基于不同方式的装订技术应用于大环化化学中。
在本综述中,我们对肽钉合技术进行分类和分析它们在生物学、药学、医学和化学生物学等方面的应用。
关键词:肽钉合,大环化化学,装订连接臂,PPIs1.前言蛋白质的二级结构α-螺旋在其功能中扮演着重要的角色,越来越多的研究者环化一些大分子模仿蛋白质的二级结构,以研究和开发抗菌剂[1]、抗癌药[2]、免疫抑制剂[3]、激酶抑制剂[4]和蛋白质相互作用[5]。
大环环肽和模拟肽已经被证明在这些领域发挥着重要的作用,还应用在疫苗学[6]、分子和离子识别与化学催化[7]当中。
传统的短肽在水相中很难保持其α-螺旋结构和结合性能,不易产生像蛋白质那样的结构和功能,并且没有环化的肽很容易被蛋白酶水解,细胞通透性较差,理论上能形成三个连续稳定的氢键且具有螺旋结构的天然肽序列最短的是一个五肽(Figure 1)[8]。
鉴于这些原因,越来越多的课题组研究开发新型的方法来修饰多肽,保持α-螺旋结构,增强其稳定性和细胞通透性等,防止内消旋化和外消旋化,弥补传统多肽的一些不足[9]。
Figure 1. Three consecutive hydrogen bonds define an a-helix stabilized by linking sidechains at positions 1 and 5.如今,肽环化的一种特殊类型是肽钉合,它是目前为止最有效地控制多肽构象的一种方式,将两个氨基酸残基上的连接臂通过特殊的共价键连接起来,约束其α-螺旋结构和 -折叠结构等。
近年来,装订化学在生物和医学方面盛行起来,它可以用来研究蛋白质相互作用,鉴定药物靶点和开发新型药物等[10]。
叠氮硝胺发射药的燃烧性能调控技术
2 . 1 . 1 试 验 原 理 与 方 法
根据 端 炔基 与 叠 氮 基 易 于 发 生 1 , 3 一 偶 极 环 加 成 反应 形成 五元 杂环 化合 物 的原 理 , 可采 用 多炔 基
钝感 处理 , T P T M 与发射药组份 1 , 5 一 二叠氮基一 3 一 硝基一 3 一 氮杂戊烷 ( DI A NP ) 在6 0 q C 反应 , 形 成 网状 结 构 大 分 子 钝 感 剂 , 并 通 过 密 闭
爆发 器试验 、 热加速 老化试验和 1 4 . 5 mm 机 枪 试 验 表 征 了 钝感 效 果 , 通过 3 O mm 火 炮 试 验 考 核 了 钝 感 发 射 药 的 内 弹 道 性 能 。 结 果 表 明: 钝感叠氮硝胺发射 药的初始燃速降低 1 5 %左 右 、 渐增性燃烧特 征量 £ / £ 。大 于 1 . 5、 长储稳定性好 , 在3 0 mm 炮 上 具 有 良 好 的内弹道性能 。 关键 词 : 材 料 学 ;发 射 药 ; 1 , 5 一 二叠氮基一 3 一 硝基一 3 一 氮杂戊烷 ( DI A NP ) ; 钝感 剂 ; 燃 烧 性 能 ;长 储 稳 定 性 ;内 弹道 性 能
叠 氮 硝 胺 发 射 药 的 燃 烧 性 能 调 控 技 术
7 9 5
文 章 编 号 :1 0 0 6 — 9 9 4 1 ( 2 0 1 3 ) 0 6 — 0 7 9 5 — 0 5
叠氮 硝 胺发 射 药 的燃 烧 性 能 调控 技 术
黄振亚 , 贾 永杰 , 崔鹏腾 , 范 建芳
《化学推进剂与高分子材料》2011年(第9卷)总目次
专 论 与 综 述
国内外 过氧化 氢制备 与应 用研发 新进展 … ……… ………… ……… ………… ………… … ……… …………ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ长诚 (— ) 11
后金融 危机下 我 国聚氨酯 弹性体 发展之路 探讨 …… ……… ………… ……… ………… …………黄茂 松, 润萍( —1) 贾 1 0
化学 交联聚 乙二醇水 凝胶 制备方法 ………… ……… ………… … 席征, 蒿银伟 , 志 国, 张 赵传富 , 牛群钊 , 波(— 6 王 3 3)
聚氨 酯组成 及结构 的分析 方法 …… ……… ……… ………… ……… ………… ………… ……… ……翁 薇, 嫩萍( — 4 底 3 4) 四嗪类高氮分 子及离 子含 能化合物 的研究 进展 ……… ………… … …… ……薛金强, 尚丙坤 , 王伟, 飞, 刘 王连心 (—1 4 ) 醋酸 甲基环 己酯 的合 成及 其在蒽醌 法过 氧化氢 生产 中的应 用 ……… ……… …… …… …………… ……… 于剑 昆(— ) 4 9 可 降解 聚氨酯 材料研 究现状 与发展趋 势 ……… ……… ………… … ……… ……王建华 , 梁书 恩, 田春蓉 , 王艳艳 (—1) 4 6 固体 推进剂 中铝粉 氧化过程 及其燃烧 效率 影响 因素 … ………… ……… 严 启龙 , 张晓宏, 宏岩, 李 宋振 伟, 萌(— 0 刘 4 2) 碳酰 氟 的制 备研究进 展 ………… ……… ……… ……… …… …… ……… …………… …… 张 怀, 纪峥 , 赵 张景 利(— 7 4 2) 壳 聚糖/ 聚氨 酯复合 材料 研究 进展… ……… ……… ……… … ………… ……… …杨丑伟 , 王香 梅, 晶, 张 郭燕鸿 ( — 4 4 3) 催化 环 己醇脱 水制备 环 己烯 的研究 进展 ……… ……… ……… …… ……… ………… … 俞善 信, 文瑞 明, 刘美艳 (— 9 4 3)
叠氮和酮反应分子式
叠氮和酮反应分子式一、引言叠氮和酮反应是一种在有机化学中常见的反应,涉及到叠氮基团与酮之间的化学反应。
该反应可以生成一系列具有重要应用价值的化合物,因此在药物合成、生物标记和材料科学等领域得到了广泛的应用。
本文将详细介绍叠氮和酮反应的化学机制、反应条件与产物特性、反应的应用以及结论等方面的内容。
二、叠氮和酮反应的化学机制叠氮和酮反应通常是通过一个环加成反应机制进行的,涉及到1,3-偶极的酮和叠氮基团的反应。
该反应中,酮的α-碳原子与叠氮基团结合,形成一个五元环或六元环的产物。
具体的化学机制如下:1.酮的α-碳原子上的电子密度增加,形成稳定的碳正离子。
2.叠氮基团以氮原子的一对孤对电子参与反应,与碳正离子形成五元环或六元环的产物。
3.环加成产物经过质子转移和消除过程,最终得到稳定的产物。
三、反应条件与产物特性叠氮和酮反应通常在无水条件下进行,以避免水的存在对反应的影响。
常用的溶剂有乙醚、石油醚等。
另外,反应温度、反应时间和催化剂等条件也会对反应结果产生影响。
在适当的条件下,该反应具有较高的产率和选择性。
产物通常为五元环或六元环的化合物,具有较高的稳定性。
产物的结构可以通过改变反应条件进行调节,例如在环加成反应过程中加入金属催化剂可以改变产物的构型和立体化学性质。
四、反应的应用叠氮和酮反应在有机化学中具有广泛的应用,包括以下几个方面:1.药物合成:该反应生成的五元环或六元环化合物在药物合成中具有重要的应用价值,例如作为药物的有效成分或药物先导化合物。
2.生物标记:由于生成的化合物具有较高的稳定性,可以用作生物标记物,用于研究生物体内分子的分布和功能。
3.材料科学:生成的化合物还可以用作功能材料,例如用于光学材料、电子材料等领域的材料合成。
4.合成方法学:该反应作为一种有效的环加成反应,可以用于发展新的有机合成方法学,促进有机化学的发展。
五、结论综上所述,叠氮和酮反应作为一种重要的有机化学反应,在药物合成、生物标记、材料科学等领域具有重要的应用价值。
环己烯,i2, 和叠氮化合物的有机反应
有机化学是化学的一个重要分支,研究有机物的结构、性质和反应。
在有机化学里,环己烯、碘氟和叠氮化合物是三种常见的有机化合物,它们在有机反应中有着重要的作用。
一、环己烯环己烯是一种非常重要的环烯烃化合物,其分子结构为一个含有6个碳原子的环状结构,具有很强的化学活性。
环己烯可以通过多种有机反应进行化学变化,常见的反应包括:1. 加成反应:环己烯可以和氢气或卤素等发生加成反应,形成相应的环己烷或环己烯卤代物。
2. 氧化反应:环己烯可以和氧气或具有氧化性的试剂进行氧化反应,生成环己酮、环己醇等产物。
3. 氢化反应:环己烯可以和氢气在催化剂的作用下进行氢化反应,生成环己烷等产物。
二、碘氟碘氟是一种含有碘和氟元素的化合物,常见的有机碘氟化合物有三碘甲烷、二碘甲烷等。
在有机反应中,碘氟可以发生以下反应:1. 取代反应:碘氟可以和其他碘氟化合物或含有活泼卤素的有机化合物发生取代反应,得到相应的碘氟代物。
2. 加成反应:碘氟可以和双键化合物进行加成反应,形成碘氟代醇、碘氟代醛等产物。
三、叠氮化合物叠氮化合物是一类含有叠氮基的有机化合物,常见的叠氮化合物有叠氮甲烷、叠氮乙酸酯等。
这类化合物在有机反应中也有其独特的反应特性:1. 分解反应:叠氮化合物可以在一定条件下发生分解反应,产生氮气和相应的有机产物。
2. 加成反应:叠氮化合物可以和含有双键的有机化合物进行加成反应,得到氮杂环化合物等产物。
总结:有机化学中,环己烯、碘氟和叠氮化合物是三种常见的有机化合物,它们在有机反应中展现出不同的反应特性。
研究和探讨这些有机反应对于拓展化学领域的研究领域有重要的意义,也为有机化学的发展做出了重要的贡献。
四、环己烯、碘氟和叠氮化合物的反应应用1. 环己烯的应用环己烯是一种重要的有机化合物,在工业和科研领域有着广泛的应用。
其加成反应的产物环己烷在合成有机化合物和生产塑料等领域有着重要的作用。
环己烯的氧化反应产物环己醇被用于农药和医药制备中。
13偶极环加成反应
13偶极环加成反应
13偶极环加成反应(13P cycloaddition)是自由基反应发生与重排的一种加成反应,它指的是当双重自由基靠近在可活性亚甲基头上发生反应,形成六原子环(具有四个硝基性中心)结构的方式。
13偶极环加成反应通常用于有机反应,以生成多种甲苯,环烷,环醇,环酯等类型的类似于柠檬烯的环状结构化合物。
在有机化学研究中,13偶极环加成反应的发现和发展有着十分重要的意义,它可以很方便地合成柠檬烯类衍生物,而不需要使用复杂的有机合成方法和过程。
13偶极环加成反应不仅可以用于有机化合物的合成,而且用于分子识别和配体作用反应。
它可以把生物分子动态地固定在另一生物分子上,这种反应类似于具有复杂“自我”结构的具有脱孤岛特性的有机分子在催化剂的影响下快速“自我组装”的效果。
它们可以提供一种给定的分子模板,可以把双脱氧核苷酸等生物分子结合,以形成组成双杂交复合物的“有机结构单元(OSUs)”。
13偶极环加成反应非常受欢迎,由于它具有快速,可控,易 do 等优势,探索它的新前景也没有停止过。
最近,它已经被用于金属活化过程,生物大分子的转化,活性膜的合成,多功能组件的的合成,以及药物的合成,等等。
13偶极环加成反应在许多有机合成和生物合成中发挥了重要作用,它被广泛应用于有机可控的化合物的合成,分子识别,金属催化,以及药物制备等方面。
可以预计,13偶极环加成反应将在未来更多地被用于药物合成,例如制备蛋白质和糖聚合物类药物,以及其他复杂结构化合物,从而为研究药物应用以及人们日常生活带来知识和福利。
铜粉催化叠氮与端炔1,3-偶极环加成反应研究
铜粉催化叠氮与端炔1,3-偶极环加成反应研究李冠琼;林秋汉【摘要】The 1,3-dipolar cycloaddition of azides and alkynes efficiently catalyzed by copper powder is studied.The reaction is efficiently performed in the presence of copper powder as the catalyst and the triethylamine hydrochloride(Et3N·HCl)as the promoter in the water/t-butylalcohol(H2O/t-BuOH)(volume ratio 1∶1)under the room temperature and the normal pressure for 2 h,and the yield ratio of the 1,4-disubstituted1,2,3-triazoles is up to 93.05%.The procedure is characterized by the lower amount of the inexpensive catalyst,the mild reaction condition,the little time-consuming,the high productivity and the easy operation.%该文探讨了普通铜粉高效催化的叠氮化物与端炔的1,3-偶极环加成反应.研究结果表明,以铜粉为催化剂,盐酸三乙胺(Et3N·HCl)为助催化剂,体积比为1∶1的水/叔丁醇(H2O/t-BuOH)为溶剂,将叠氮化物与端炔于室温常压下反应2 h,高收率合成1,4-二取代-1,2,3-三唑化合物,收率可达93.05%.该方法所用催化剂廉价易得,且用量少,反应条件温和,耗时短,收率高,后处理操作简单.【期刊名称】《南京理工大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2017(041)002【总页数】6页(P239-244)【关键词】1,3-偶极环加成反应;铜粉;盐酸三乙胺;1,4-二取代-1,2,3-三唑【作者】李冠琼;林秋汉【作者单位】国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心,广东广州 510530;南京理工大学化工学院,江苏南京 210094【正文语种】中文【中图分类】O626.26三唑类化合物是一类重要的氮杂环化合物,该类化合物具有高含氮量、高生成热以及良好的药物和生物活性等优点,在含能材料和药物化学等领域有着广泛应用[1-4]。
非等温DSC法研究聚丁二烯点击化学固化动力学
非等温DSC法研究聚丁二烯点击化学固化动力学王芮;李晓萌;王晓青;罗运军【摘要】为了更好地将聚丁二烯点击化学固化体系应用到实际工艺中,采用非等温差示扫描量热(DSC)法研究了端炔基聚丁二烯(PTPB)-三叠氮乙酸酯基丙烷(TAP)-端叠氮基聚乙二醇(APEG)体系的固化反应动力学;利用升温速率-温度外推法、Kissinger模型、Ozawa模型和Crane模型计算得到该固化体系的固化温度和动力学参数;通过n级固化动力学模型和非模型动力学(MFK)两种计算方法预测了该固化体系的等温固化行为.结果表明,若不添加催化剂,该体系60℃下固化反应活性低,固化速率非常缓慢,反应速率常数仅为3.13×10-5 min-1;当添加催化剂CuCl的质量分数为0.1%时,其反应速率常数为5.6×10-3 min-1,比端羟基聚丁二烯-甲苯二异氰酸酯(HTPB-TDI)固化体系高两个数量级;MFK预测结果与实测结果更为接近.此外,CuCl质量分数为0.1%时,该固化体系在30℃下完成固化仅需10.4 h.【期刊名称】《火炸药学报》【年(卷),期】2019(042)004【总页数】7页(P328-334)【关键词】物理化学;高分子化学;固化动力学;非等温DSC;聚丁二烯;点击化学反应【作者】王芮;李晓萌;王晓青;罗运军【作者单位】北京理工大学材料学院,北京 100081;北京理工大学材料学院,北京100081;北京理工大学材料学院,北京 100081;北京理工大学材料学院,北京100081【正文语种】中文【中图分类】TJ55;O64引言传统的黏合剂固化体系是通过多异氰酸酯与预聚物的末端羟基之间发生反应而完成固化的。
但是该固化体系对潮湿的环境非常敏感,并且推进剂的力学性能和安全贮存性能都会受此影响。
针对此问题虽然已经有了广泛的研究和改进,但异氰酸酯固化体系仍受到季节和环境的严重限制[1-4]。
点击化学是在2001年由诺贝尔化学奖获得者美国化学家Sharpless[5]首先提出的。
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周环反应有电环化反应,环加成反应,和σ 移位反应。而其中的 环加成反应又分为[2+1]环加成,[2+2]环加成,[4+1]环加成。1,3偶极加成和[4+2]环加成即Diels-Alder反应。 本文主要介绍1,3一偶极环加成反应的基础上,综述了该反应在 聚叠氮基缩水甘油醚(GAP)侧基改性、叠氮化合物固化以及在GAP推进 剂中的应用情况。
含有叠氮侧基的聚醚粘合剂可以与含有乙炔基的化合物 通过环加成反应形成三唑粘合剂。在铜催化剂的作用下, 通过环加成反应形成三唑粘合剂。在铜催化剂的作用下,这种 反应简单且非常有效,直接使用GAP可以合成一系列的1 GAP可以合成一系列的 反应简单且非常有效,直接使用GAP可以合成一系列的1,2,3 一三唑基缩水甘油聚合物及衍生物。 一三唑基缩水甘油聚合物及衍生物。
[3+2]环加成(1,3-偶极环加成)中常见1,3-偶极体
R
C N O 腈氧化物
+
-
R
N NR' C 腈亚胺
+
-
R
N O CH2
+
-
N 氧化醛亚胺
1,3一偶极环加成反在叠氮推进剂中的应用
常用的含能叠氮黏合剂
叠氮粘合剂是侧链带有叠氮基团的含能预聚物,常用的含能粘合 剂有聚叠氮基缩水甘油醚(GAP)、双叠氮甲基氧杂丁烷聚醚(BAMO)和 叠氮甲基氧杂丁烷聚醚(AMMO)等。 这类粘合剂应用在推进剂中,能够提高推进剂的比冲和燃速,改善 温度敏感系数,是高能低特征信号、低易损性推进剂理想的含能粘合 剂。
对GAP高聚物叠氦侧基改性 高聚物叠氦侧基改性
尽管含能粘合剂GAP在能量性能方面具有优势, 尽管含能粘合剂GAP在能量性能方面具有优势,但在固体 GAP在能量性能方面具有优势 冲压发动机中,GAP推进剂在低压条件下的燃烧性能差 推进剂在低压条件下的燃烧性能差。 冲压发动机中,GAP推进剂在低压条件下的燃烧性能差。为了 改善燃烧性能, 改善燃烧性能,可以通过添加弹道改良剂或者燃速调节剂来改 变压强对GAP燃烧性能的影响,从而获得较好的燃烧性能。 GAP燃烧性能的影响 变压强对GAP燃烧性能的影响,从而获得较好的燃烧性能。
展望
叠氮基参与的1 叠氮基参与的1,3一偶极环加成反应就在药物合成、分 一偶极环加成反应就在药物合成、 子印迹、超支化聚合物制备、 子印迹、超支化聚合物制备、纳米材料的修饰等众多领域引起 了国内外科学家的重视。 了国内外科学家的重视。 这类反应( 一偶极环加成反应)可生成三唑、 这类反应(1,3一偶极环加成反应)可生成三唑、四唑 类高氮化合物。而唑类化合物的环结构中含高能N 类高氮化合物。而唑类化合物的环结构中含高能N—N、c—N、 键等,使化合物具有高的正生成焓; N—N键等,使化合物具有高的正生成焓;而且其分子中的氮原 子有利于增加密度,氧平衡值高,可产生更多气体, 子有利于增加密度,氧平衡值高,可产生更多气体,火焰温度 共轭体系(给电子共轭,降低体系电子云密度) 低;大π共轭体系(给电子共轭,降低体系电子云密度)则有利 于提高分子的稳定性。 于提高分子的稳定性。 这些特点正是新一代含能材料所要求的。 这些特点正是新一代含能材料所要求的。目前国内外各 研究机构均在一系列 唑系化合物中 寻找能量密度高且安全性 能好的第四代含能材料——高能量密度材料。 ——高能量密度材料 能好的第四代含能材料——高能量密度材料。 这就为叠氮基参与的1,3一偶极环加成反应在含能材料方 面的应用提供了广阔空间。
部分参考文献
[1]Kolb Hartmuth C,Finn M G, Sharpless K B.Click chemistry:diverse chemical function from a few good reactions[J].Angew Chem Int Ed,2001,40:2004-2021.. [2] 李娟,段明,张烈辉等.点击化学及其应用[J].化学 进展,2007,19(11):1784-1760. [3] Talawar M B,Sivabalan R,Mukundan T, et a1.Environm entally compatible next generation green energetic materials(GEMs)[J].Journal of Hazardous M aterials ,2009,161:589-607.
通过炔丙醇与叠氮基团反应可以将三唑环引入到低分子量 GAP增塑剂分子中 实现GAP三唑化合物的安全批量生产, 增塑剂分子中, GAP三唑化合物的安全批量生产 GAP增塑剂分子中,实现GAP三唑化合物的安全批量生产,下图 GAP与炔丙醇反应后得到的两种GAP三唑聚合物异构体结构 与炔丙醇反应后得到的两种GAP三唑聚合物异构体结构。 为GAP与炔丙醇反应后得到的两种GAP三唑聚合物异构体结构。
新浪微博 @无敌的面包
三唑化合物具有较高的生成热(+272 GAP相 三唑化合物具有较高的生成热(+272 kJ/mol ),与GAP相 比具有较好的机械性能、热稳定性和更高的燃速, 比具有较好的机械性能、热稳定性和更高的燃速,可以从结构 上对GAP高分子预聚体进行改性来解决这个问题。 GAP高分子预聚体进行改性来解决这个问题 上对GAP高分子预聚体进行改性来解决这个问题。
常用的使含能叠氮黏合剂进行固化的交联剂
季戊四醇三丙烯酸酯(PETA) 1,6一己二醇二丙烯酸酯 (HDDA) 1,6一己二醇二丙炔酸酯 (HDDP)
采用叠氮基与碳碳双键、二键的1,3一偶极环加成反应 (1,3一dipolar cycloaddition)在叠氮推进剂中的应用。
叠氮基与碳一碳双键、 叠氮基与碳一碳双键、碳一碳三键或碳一氮 三键的1 一偶极环加成反应,通常有很多优点, 三键的1,3一偶极环加成反应,通常有很多优点, 如反应模块化、高产率、立体选择性、 如反应模块化、高产率、立体选择性、反应条 件简单、后处理简单等。 件简单、后处理简单等。 在这类反应中,叠氮化物与炔烃的化学势能都很 高(热力学不稳定),反应生成三唑环时可以放出大量 热量(大于1 88 kJ /mol ),同时三唑环较叠氮基与 端烯烃反应得到的三唑啉稳定。
[3+2]环加成(1,3-偶极环加成) 环加成 偶极环加成) 偶极环加成
cycloaddition)是发生在1,3 1,3(1,3-dipolar cycloaddition)是发生在1,3-偶极体和 1,3烯烃、炔烃或相应衍生物之间的环加成反应, 烯烃、炔烃或相应衍生物之间的环加成反应,产物是一个五元 杂环化合物。烯烃类化合物在反应中称亲偶极体。 杂环化合物。烯烃类化合物在反应中称亲偶极体。德国化学家 Huisgen首先广泛应用此类反应制取五元杂环化合物 首先广泛应用此类反应制取五元杂环化合物, Rolf Huisgen首先广泛应用此类反应制取五元杂环化合物,因 此它也称为Huisgen反应。 Huisgen反应 此它也称为Huisgen反应。 1,3-偶极环加成反应与狄尔斯-阿尔德反应有些相似。 1,3-偶极环加成反应与狄尔斯-阿尔德反应有些相似。 根据前线轨道理论,基态时1,3 偶极体的LUMO 1,3LUMO和亲偶极体的 根据前线轨道理论,基态时1,3-偶极体的LUMO和亲偶极体的 HOMO,以及基态时1,3 偶极体的HOMO和亲偶极体的LUMO 1,3HOMO和亲偶极体的LUMO, HOMO,以及基态时1,3-偶极体的HOMO和亲偶极体的LUMO,都是 为分子轨道对称守恒原理所允许的,因此反应可以发生。 为分子轨道对称守恒原理所允许的,因此反应可以发生。1,3偶极环加成与Diels-Alder反应类似,具有高度立体选择性。