腈的合成

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经典化学合成反应标准操作

腈的合成

目录

1.前言 (4)

2.酰胺的脱水 (4)

2.1用P2O5为脱水剂的反应实例 (4)

2.2用POCl3为脱水剂的反应实例 (5)

2.3用SOCl2为脱水剂的反应实例 (5)

2.4用PCl5为脱水剂的反应实例 (6)

2.5用B u ge s s试剂为脱水剂的反应实例 (6)

2.6用TFAA-NEt3为脱水剂的反应实例 (7)

2.7用(COCl)2-NEt3-DMSO为脱水剂的反应实例 (7)

2.8用CH3SO2Cl为脱水剂的反应实例 (8)

2.9用TiCl4为脱水剂的反应实例 (8)

2.10 叔丁酰胺脱水为腈 (9)

3.脂肪卤代烃或磺酸酯的反应 (10)

3.1脂肪卤代烃的氰基取代的反应示例 (11)

3.2磺酸酯的氰基取代的反应示例 (11)

4. 用TMSCN转化羟基到腈 (12)

4.1 TMSCN双芳基甲醇氰化反应示例 (12)

4.2 TMSCN单芳基甲醇氰化反应示例 (12)

5. 用TosMIC直接从酮转化为氰基 (13)

6. 用2,4,6-三异丙基磺酰肼-KCN将酮转化为氰基 (14)

7.芳香卤代烃在金属催化作用下的腈化反应 (14)

7.1 钯催化下芳香卤代烃或(TfO-)氰基取代反应 (14)

7.2 Cu催化下芳香卤代烃或(TfO-)和K4[Fe(CN)6]反应氰基取代 (16)

7.3 微波反应芳卤氰基化 (16)

8. 肟脱水生成腈 (17)

1. 前言

腈类化合物是很多药物的合成中间体,而腈的合成是有机合成中非常重要的一部分,它一般经由如下几种方法制备:

1. 酰胺的脱水

2. 脂肪卤代烃或磺酸酯的反应

3.芳香卤代烃的氰基取代

4.其他羟基或肟到腈的转化

下面分别进行阐述。

2. 酰胺的脱水反应

酰胺的脱水反应可在P 2O 5、POCl 3、SOCl 2、PCl 5等脱水剂存在下进行脱水反应生成腈,此为实验室合成腈的方法之一。

R O

NH 2R C OH N H -H 2O R C N

将酰胺与P 2O 5的混合物加热,反应毕将生成的腈蒸出可得到良好的收率。SOCl 2最适宜于处理高级的酰胺,这是由于副产物均为气体,易于除去,因而减少精制腈的困难。

同时,以上这些脱水试剂多在酸性条件下反应,对于酸敏感的底物是不实用的,因此人们也开发了许多更加温和的方法用于酰胺的脱水,如:Burgess reagent

[Et 3N +SO 2N -COOMe],三氟醋酸酐(TFAA)-三乙胺,(COCl)2-NEt3-DMSO 等条件可以在低温和几乎中性的条件下反应。还有甲烷磺酰氯(CH 3SO 2Cl),四氯化钛(TiCl 4) 等等。

2.1 用P 2O 5为脱水剂的反应实例

O

H 2N

O P 2O 5

N O

A solution of 35g (0.16 mol) of 2-(2-ethyl-3-benzofuranyl)-propionamide in 500ml of toluene was refuxed for 18 hours in the presence of P 2O 5. The organic phase was decanted off and the residue was carefully decomposed with ice-water and extracted with ether. The organic phase was washed with water, dried over sodium sulphate and added to the toluenic phase. The solvent was evaporated off under reduced pressure and the residue was fractionated to give 23.8g of 2-(2-ethyl-3-benzofuranyl)-propionitrile (yield 74.4%, boiling point: 105.deg. C. at0.2 mmHg).

Reference: US4124710 A1 (1978/11/07)

2.2 用POCl3为脱水剂的反应实例

S N O

H 2POCl S N N Cl

A mixture of 2-chloro-1,3,4-thiadiazole-5-carboxamide (1.4 g) in 17 ml of POCl3 is heated at reflux for 18 hours. The reaction mixture is concentrated and the residue is suspended in 25 ml of ethyl acetate. The suspension is cooled in an ice bath and neutralized with saturated, aqueous NaHCO3 (to pH 7). The phases are separated and the aqueous phase is extracted with 20 ml of ethyl acetate. The combined organic phases are dried over MgSO 4, filtered and concentrated. The residue is purified by column chromatography (using 30 percent ethyl acetate / hexane as eluent) to afford 0.832 g of 2-cyano-5-chloro-1,3,4-thiadiazole. MP: 65-67. deg.C

Reference : Patent; EP883611 B1 (2002/07/31)

2.3 用SOCl 2为脱水剂的反应实例

O F

Br H 2N O

SOCl 2 DMF N

O F

Br A solution of thionyl chloride (7.70 g, 0.065 mol) in dry DMF (10 ml) was added dropwise to a stirred solution of compound 13 (4.20 g, 0.013 mol) in dry DMF (25 ml) at room temperature. The stirred mixture was heated at 120C for 3 h and poured into ice –water. The product was extracted into ether (twice) and the combined ethereal extracts were washed with water, saturated sodium hydrogen carbonate solution, water, and dried (MgSO4). The solvent was removed in vacuo and the residue was purified by column chromatography (silica gel –light petroleum (bp 40–60 8C) with the gradual introduction of dichloromethane) to yield a colourless solid. Yield 2.88 g (68%);

Reference: J. Chem. Soc ., Perkin Trans. 1, 1998, 3479–3484

2.4 用PCl 5为脱水剂的反应实例

N

O

N O 2 PCl DMF N O N O CN

4-Oxo-4H-9-oxa-1,4a-diaza-fluorene-3-carboxylic acid amide (4.58 g, 20 mmol) was suspended in 150 ml of anhydrous DMF, PC15 (5.0 g, 24 mmol) was added, and the mixture was stirred for 2 h at 40-50 o C. The reaction mixture was poured into 600 ml ice-water to yield a solid, which was collected by filtration. The solid was washed thoroughly (first with saturated aqueous NaHCO 3, then with water) and dried to give 4-oxo-4H-9-oxa-1,4a-diaza- fluorene-3-carbonitrile.

Ref: J . Med. Chem. 1983, 26, 608-611

2.5 用Bugess 试剂为脱水剂的反应实例

O H 2N N

N N N

N N N N N Bugess reagent THF

To a solution of 2-tetrazol-1-yl-benzamide (1.5 g, 7.9 mmol) in tetrahydrofuran (50 ml)

was added Et 3N +SO 2N -COOMe (2.8 g, 11.8 mmol) in three portions over 1.5 h.

Water was added and the reaction mixture was extracted with ethyl acetate. The combined organic layers were washed with brine and water. After drying and filtration, the solvent was evaporated to give 2-tetrazol-1-yl-benzonitrile.

Reference: J. Med. Chem. 47, 12, 2004, 2995-3008.

Preparation of Bugess reagent:

将无水甲醇19.2g (0.6 mol) 和无水苯40mL 的混合物在30-40分钟内,滴入ClSO2NCO85g (52.3 mL, 0.6 mol)和无水苯200mL 的混合物中,控温10-15℃。加毕,室温搅拌2小时。然后加入1000mL 无水苯稀释后,小心滴入190mL 无水三乙胺和250mL 无水苯的混合物中,控温10-15℃,约40分钟左右加完。加毕,室温搅拌2小时,析出大量固体。反应毕,过滤,固体用无水苯200mL 、无水THF200mL 洗后,滤液浓缩后,(控温<30℃),加入无水THF 溶解后,重结晶得123g, 收率86%。注:整个操作温度要低于30℃。

2.6 用TFAA-NEt 3为脱水剂的反应实例

N

N NH 2

O EtOOC

DCM N N CN

EtOOC TFAA, Et 3N

To a mixture of compound amide (287 mg, 1 mmol), Et 3N (470 mg, 4.5 mmol) in anhydrous DCM (4 mL) was added TFAA (0.44 g, 2 mmol) at 0℃ with stirring. The resulting mixture was warmed to room temperature and stirred for 12 h. The reaction was monitored by TLC (Hexane:AcOEt = 1:1) until its completion. The organic layer was washed with brine and water, dried and concentrated to give the desired product (~80% yield).

2.7 用(COCl)2-NEt 3-DMSO 为脱水剂的反应实例

N

NH 2

O

CH 2Cl 2N CN (COCl), NEt , DMSO

A solution of (COCl)2 (67 μL, 0.77 mmol ) in CH 2Cl 2 (0.5 mL) was added to the solution of 3-carbamoyl-piperidine-1-carboxylic acid tert -butyl ester (142.0 mmol) and DMSO (78 μL ,

1.1 mol) in CH 2Cl 2 (1.5 mL) at -78 o C. After stirring for 15 min at -78 o C, Et 3N (0.23 mL,

1.65 mmol) was added dropwise to the mixture. After the reaction mixture was stirred for 15 min. at -78 o C, the mixture was quenched by addition of water (5 mL). After this mixture was warmed to room temperature, the aqueous layer was extracted with EtOAc (3×10 mL). The combined organic layers were washed with brine, dried and filtered. Concentration after filtration in vaccuo followed by purification by column gave 3-cyano-piperidine-1-carboxylic acid tert -butyl ester (123.3 mg, 93%).

Reference: T. L. 38, 12, 1997, 2099-2102

2.8 用甲烷磺酰氯(CH 3SO 2Cl)为脱水剂的反应实例

(CH 2)4CONH 2O

CH 3SO 2Cl (CH 2)4CN O

6-(3-Methoxy-2-propyl-phenyl)-hexanoic acid amide (7.2 g, 27.2 mmol) was cooled to 0 o C and added methane-sulfonyl chloride (18.5 mL, 239 mmol) dropwise over 5 min. The mixture was stirred overnight while slowly warming to 25 o C. The reaction mixture was then poured into 3 volumes of ice water. The aqueous mixture was repeatedly extracted with ethyl acetate. The combined organic extracts were washed with dilute HC1 and brine, then dried over MgSO 4. After evaporation of the solvent, a brown oily residue was obtained. The crude nitrile was purified by bulb-to-bulb distillation (bp 133-137"C (0.02 mmHg)), which was pure enough for further transformation (5.50 g, 83 %).

Reference: J. Med. Chem. 1988, 31, 172-175

2.9 用TiCl4为脱水剂的反应实例

H 2O TiCl 4O

To a solution of CCl 4 (110 μL, 1.17 mmol) and THF (6 mL) at 0 o C was added TiCl 4 (58 μL, 0.52 mmol). After 5 min, 5,11-diethyl-8-methoxy-5,6,11,12-tetrahydro-chrysene- 2-carboxylic acid amide (47 mg, 0.13 mmol) in THF (14 mL) and Et 3N (72μL, 0.52 mmol) was added to this yellow heterogeneous solution, and stirring was continued at room temperature until no starting material remained. Diethyl ether and water were added, and the organic layer was washed with brine, dried over MgSO 4, and concentrated. Repeated recrystallization from diethyl ether gave 5,11-diethyl-8-methoxy-5,6,11,12-tetrahydro- chrysene-2-carbonitrile (45 mg, 99%).

Reference: J. Org. Chem. 1992, 1262-1271

2.10 叔丁酰胺脱水为腈

叔丁酰胺也可当作伯酰胺的替代品,在二氯亚砜,三氯氧磷或草酰氯作用下脱叔丁基脱水为腈,因此有时在制备伯酰胺不容易时,做成相应的叔丁酰胺转化为腈也不失为一个好的方法。

2.10.1叔丁酰胺脱水为腈示例一

N NH

O N N

A solution of 1.240 mmol of N-tert-butyl-4-(6,7-dihydro-5H-[2]pyridin-7-yl)benzamide and 1.0 ml of thionyl chloride in 30 ml of chloroform is stirred under reflux for 6 hours. The reaction mixture is cooled to room temperature and evaporated. The residue is taken up in dichloromethane and mixed with saturated aqueous sodium bicarbonate solution. The organic phase is separated and the aqueous phase is extracted with dichloromethane (2x). The combined organic phases are dried with sodium sulphate and concentrated. The residue is dissolved in diethyl ether and the title compound is converted into the hydrochloride salt by adding ethereal HCI solution (2N). The solid is stirred in diethyl ether/acetone (1: 1), filtered and dried. The title compound is obtained as a dark grey solid. R f (free base) = 0.36 (EtOAc)

Reference: WO2005/118540

2.10.2叔丁酰胺脱水为腈示例二

NO 2

F

O

F

HN O H N

O NO 2F O F N

N

A 5 L round bottom flask was charged with N,N'-di-tert -butyl-5-(2,3-difluoro-6-nitro- phenoxy)-isophthalamide (21; 564 g) and 1.3 L of phosphorus oxychloride. The mixture was heated to between 90 deg C. ~ 100.deg. C. for 2 h, after which approximately 1/2 of the POCl 3

was removed by distillation. Toluene was added (1 L) and additional liquid was distilled. After cooling the mixture overnight, a crude was obtained by filtration. Additional material was obtained by recovery from the mother liquid. The combined solids were stirred in MeOH (0.7 L) for between 1 and 3 h, filtered and dried in a vacuum oven between 50~80 degC. at 25 Torr with a nitrogen bleed to afford 339 g of 22 (90percent theory).

Reference: US2005/234236

2.10.3叔丁酰胺脱水为腈示例三

N

O NH N O O

N N

N O O

At ice-water bath, oxalyl chloride (0.345 ml) was added dropwise to a solution of 1.0 g of ethyl 1-{4-[2-(t-butylaminocarbonyl)phenyl]phenyl}methyl-4-(1-hydroxy-1-methylethyl)- 2-propylimidazole-5-carboxylate in 10 ml of methylene chloride. The mixture was stirred at the same temperature for 2 hours. The reaction mixture was diluted with an aqueous solution of sodium hydrogencarbonate and ethyl acetate, and the ethyl acetate layer was separated, dried over anhydrous magnesium sulfate and concentrated by evaporation under reduced pressure. The residue was purified by silica gel column chromatography, using 1:1 EtOAc/hex (v/v) as the eluent, to give 0.69 g of the title compound as crystals.

Reference: US5616599

3.脂肪卤代烃或磺酸酯与金属氰化物的亲核取代反应

脂肪体系中的亲核取代反应是最受有机化学家注意的单元反应之一,其中脂肪卤代烃或磺酸酯与金属氰化物的亲核取代合成腈得到了广泛的应用:

R-X+CN-R-CN+X-

X is I- Br- Cl- or MsO- or TsO-

在转化合成过程中最有用的是在直接取代机理方面有反应活性的底物。即伯类及未受阻碍的仲类脂肪卤代烷或磺酸酯。在叔烷基体系中发生消去反应的倾向是相当显著的,从而在涉及这些体系的转化合成方面限制了亲核取代反应的应用。有时侯,当非碘代的卤代烃反应活性不够时,需要在反应体系中加入KI或NaI 增加卤代烃反应活性,或者假如氧离子络合剂,如18冠6等; 有不少文献报道用相转移催化方法完成这一取代。

脂肪卤代烃可由相应醇经卤代反应制备,而磺酸酯可由相应醇经与甲烷磺酰氯或对甲苯磺酰氯反应得来。

3.1 烷基卤代物的氰基取代反应示例

KI N

Br

To a stirring solution of sodium cyanide (1.62 g, 33 mmol) and potassium iodide (66 mg, 0.4 mmol) in dimethyl sulfoxide (20 ml) at 40 deg C., was slowly added 1-bromo-2-ethylbutane over 30 min. The reaction mixture was stirred at 80 deg C for 12 h, then at 110 deg C for 4 h. The reaction mixture was cooled and partitioned between Et2O and water. The organic layer was washed with brine, dried over Na2SO4, filtered and concentrated in vacuo to yield 2.9 g (87percent yield) of 1-cyano-2-ethylbutane as an amber oil.

1H NMR (300 MHz, CDCl

): 2.34 (d, 2 H), 1.58(m, 1 H), 1.46(m, 4 H), 0.92(t, 6 H).

3

Reference: : Bioorg. Med. Chem.11, 18, 2003, 4093-4102.

3.2 磺酸酯的氰基取代反应示例

N

O

NH

O

S O O

Cl

NaCN

DMF

N

O

NH

Cl

N

A mixture of 1-[(4-butylphenyl)methyl]-3-(4-chloro-2-methylphenyl)-1-[6- [(methylsulfonyl)oxyl]-hexyl]urea (2.0 g) in a few mL of DMF was added to a cooled stirring suspension of anhydrous sodium cyanide (0.50 g) in 3 mL of dry DMSO. The mixture was heated overnight at 80 o C. Then it was poured into water (100 mL) and the product was extracted with dichloromethane. The combined extracts were washed water, dried (MgSO4) and concentrated to give 1-[(4-butylphenyl)methyl]-3-(4-chloro-2-methylphenyl)- 1-(6-cyanohexyl)urea.

Ref: US 4623662 A1

4.用TMSCN转化羟基到腈

对于芳基苄位的羟基,可以用TMSCN直接转化为腈,反应的好坏与邻位的碳上是否有烷基的氢质子有关。

4.1 TMSCN双芳基甲醇氰化反应示例一

OH

F

F F

F

N

Thionyl chloride (50 ml) was added to bis(4-fluorophenyl)methanol (24.2 g) at 0 deg C and after stirring for 30 min, the mixture was poured into 2N hydrochloric acid (500 ml). The mixture was extracted with ethyl acetate and the organic layer was dried over calcium chloride and concentrated under reduced pressure. The resulting residue was dissolved in dichloromethane (200 ml) and after addition of trimethylsilylcyanide (16.4 ml), titanium tetrachloride (13.4 ml) was added dropwise at 0 degC. The mixture was stirred for 50 min. Methanol (5 ml) was added to the reaction mixture and the mixture was poured into saturated aqueous sodium hydrogen carbonate. The mixture was extracted with ethyl acetate and washed with saturated brine. The organic layer was dried over anhydrous magnesium

sulfate and concentrated under reduced pressure to give the title compound (21.8 g) oil. Ref: EP1219294 A1(2002/07/03)

4.2 TMSCN单芳基苄醇氰化反应示例二

SnCl2 / CH2Cl2

To solution of 4-(1-cyclohexyl-3-ethyl-1H-indazol-6-yl)-4-hydroxy-cyclohexane carboxylic acid ethyl ester (13.5 g, 33.9 mmol) in CH2Cl2 (135 mL) cooled to 0 °C was added trimethylsilyl cyanide (22.6 mL, 169 mmol) followed by a slow addition of SnCl4 (13.6 mL of a 1.0 M solution in CH2Cl2, 13.6 mmol). The reaction mixture was allowed to warm to room temperature overnight. K2CO3(18.7 g, 136 mmol) and KFa2H2O (12.8 g, 136 mmol) were added, followed by dropwise addition of H2O (4.30 mL, 239 mmol). The reaction mixture was stirred vigorously for 90 min, after which silica gel (25 g) was added. The mixture was filtered and washed thoroughly with CH2Cl2. The filtrate was washed with saturated aqueous NaHCO3 (250 mL), dried over MgSO4, filtered, and concentrated to yield 13.2 g oily product of (96% recovery) cyano-4-(1-cyclohexyl-3-ethyl- 1H-indazol-6-yl)cyclohexanecarboxylic acid ethyl ester as a mixture of diastereoisomers. For characterization purposes, a sample of each diastereoisomer was obtained by chromatographic purification on silica gel eluting with 4:1 hexanes/EtOAc.

Reference: : Organic Process Research & Developmen t 2001, 5, 587-592

5.用TosMIC直接从酮转化为氰基

N O

N

N

O O

O tosylmethylisocyanide

To a 250 mL round-bottomed flask equipped with condenser and nitrogen inlet were added 4.34 g (23.49 mmol) N-carboethoxyperhydroazepin-4-one (prepared according to the procedure given by Z. G. Finney and T. N. Riley, J. Med. Chem., 23, 895, 1980), 10.53 g (54.02 mmol) tosylmethylisocyanide and 117 mL 1,2-dimethoxyethane. The solution was

cooled to 0 deg C and 2.48 mL (54.02 mmol) ethanol and 9.21 g (82.2 mmol) potassium t-butoxide were added. The mixture was heated at 60 deg C for 18 hours, cooled and concentrated. The residue was taken up in ethyl acetate, washed with brine, dried over sodium sulfate and concentrated to give an oil. The oil was purified by chromatography on silica gel using hexane/ethyl acetate as eluent to afford 4.6 g (100percent) of oil. Reference: 72800; Patent; Pfizer Inc.; Publ.: US5373003 A1 (1994/12/13),

6.用2,4,6-三异丙基磺酰肼-KCN将酮转化为氰基

N

O

KCN

N 2,4,6-triisopropylbenzenesulphonohydrazine

3-Quinuclidinone (24.2 g, 0.19 mol) and 2,4,6-triisopropylbenzenesulphonohydrazide (72 g, 0.24 mol) were stirred together in anhydrous MeOH (250 mL) for 3 h. Potassium cyanide (33.8 g, 0.51 mol) was added and the mixture was heated under reflux for 5 h. The residue after evaporation of the solvent was partitioned between water and CH2C12. The organic phase was dried and evaporated and the residue was fractionally distilled under reduced pressure to give 3-cyanoquinuclidine (32, 6.1 g).

Reference: J.Med. Chem. 1990, 33, 1128-1138

7. 芳香卤代烃在金属催化作用下的腈化反应

芳腈化合物在有机合成中占据非常重要的地位,尤其是在染料,除草剂,农用化学品,药物及自然产品中应用非常广泛。传统方法合成芳腈化合物主要通过苯胺的重氮化接着Sandmeyer反应制得,对不是复杂的苯腈可由甲苯类化合物在NH3作用下直接氧化制备。但这些方法有较大局限性:反应条件较剧烈,底物要比较简单取代基较少,毒性很大。以下介绍的是实验室常用方法。

7.1a 芳香卤代烃与氰化亚酮作用可用来制备相应芳腈化合物

Br

Cl

O O

O

CN

Cl

O O

O CuCN

DMF

About 14.7 g (0.05 mol) of 5-bromo-4-chloro-2-methoxybenzoic acid ethyl ester, 5.4 g (0.06 mol) of copper (I) cyanide and 8 ml of dimethylformamide are heated at 190 deg for three hours while stirring under nitrogen atmosphere. After cooling, the reaction mixture is stirred well with 250 ml of methylene chloride and 250 ml of 2N hydrochloric acid. The insoluble portions are filtered off with suction filtration and the layers are separated in a separating funnel. The methylene chloride solution is washed neutral with water and then concentrated by evaporation. The obtained residue was re-crystallized from methylene chloride/hexane to give pure 4-chloro-5-cyano-2-methoxybenzoic acid ethyl ester.

Ref.: Frontpage/Claim: 59938; Patent; Ciba Geigy Corporation; Publ.: US4559349 A1 (1985/12/17), Appl.: US1984-586493 (1984/03/05)

7.1b 芳香卤代烃与KCN 或 Zn(CN)2在钯催化剂作用下可以实现氰基取代反应。 这类反应常用的催化剂及配体有:Pd(PPh 3)4, Pd(OAc)2/PPh 3, Pd 2dba 3等。DMF 或NMP 为常用溶剂。

实例1

N N N

Br

O N N N NC O Zn(CN)2Pd(PPh 3)4

In a similar fashion, a mixture of 3-(2-pyridyl)-5-(2-bromo-5-methoxyphenyl)-1,2,4-

oxadiazole (33.2 mg, 0.1 mmol), zinc cyanide (17.6 mg, 0.15 mmol) and Pd(PPh3)4 (11.5 mg, 0.01 mmol) in N,N-dimethylformamide (1 ML) was heated under an argon atmosphere at 80 deg C for 16 hours. After cooling the reaction mixture was poured into water and the crude product was extracted with dichloromethane. Silica gel chromatography using 50 percent ethyl acetate in hexane afforded of 3-(2-pyridyl)-5-(2-cyano-5-methoxyphenyl)-1,2,4- oxadiazole.

Ref.: Patent; Wagenen, Bradford Van; Publ.: US2003/55085 A1 (2003/03/20), Appl.: US2002-76618 (2002/02/19)

实例2

F

F

Br N H

O O Cl F F CN N H O O Cl Zn(CN)Pd 2dba 3

A mixture of 5-bromo-2-(2-chlorophenylamino)-3,4-difluorobenzoic acid methyl ester

(14) (3.01 g, 7.99 mmol), 1,1'-bis(diphenylphosphino) ferrocene (dppf) (93 mg, 0.162 mmol), Pd 2dba 3 (73 mg, 0.080 mmol) and Zn(CN)2 (573 mg, 4.78 mmol) in 1-methyl-2-pyrrolidin one (NMP: 4.5 ml) was heated in a sealed tube reactor. After 20 hours the reaction mixture was cooled to room temperature, quenched by the addition of 8 ml 4:1:4 (volume) mixture of saturated NH 4Cl, concentrated NH 4OH and water. The solution was extracted with a mixture of EtOAc/THF. The combined organic extracts were washed with 4:1:4 (volume) mixture of saturated NH 4Cl, concentrated NH 4OH and water, and then brine. The organic layer was dried (MgSO 4) and concentrated. Purification by flash column chromatography using the Biotage system (twice:100 percent hexanes to 35percent CH 2Cl 2 in hexanes, then 30 percent CH 2Cl 2 in hexanes) provided 1.33 g (52 percent) of the desired product.

Ref: P atent; Wallace, Eli; Publ.: US2005/54701 A1 (2005/03/10), Appl: US2004-929295 (2004/08/30)

7.2 Cu 催化下芳香卤代烃或(TfO-)和K 4[Fe(CN)6]反应氰基取代

最近,Thornds Schdreind, Alexander zapf 报道了一种在Cu 催化下芳香卤代烃或(TfO-)和K 4[Fe(CN)6]反应高收率生成氰基化合物的方法。作者经过一系列实验,使用不同的铜催化剂,以及不同的配体与溶剂,从而得到了最好的实验条件。即:Cu(BF 4)2.6H 2O 为催化剂,DMEDA 为配体,DMAc 为溶剂。

F 3C Br

F 3C CN Cu(BF4)2.6H2O

No condition details were available in this literature. The general reaction conditions that the author gave were: 2.0 mmol aryl halide, Cu(BF 4)2.6H2O(0.1 eq), 20 mol% dry

K 4[Fe(CN)6], 2 mL DMAc, 20 mol% KI, 20 mol % Na 2CO 3, 100 mol % DMEDA.

Reference: Tetrahedron Letters . 46 (2005) 2585-2588

7.3 微波反应芳卤氰基化

在7.1反应实例中,这些直接取代大多用高温反应,最近有人开发了使用微波反应做这一取代。

N Br

N CN Zn(CN)2Pd(PPh3)4

A dried heavy-walled pyrex tube was charged with organo-bromide (0.2 mmol), Zn(CN)2 (23.5 mg, 0.2 mmol) and Pd(PPh 3)4 (6.9 mg, 6.0 ímol) in DMF (1 ml). The reaction mixture was flushed with nitrogen and the screw cap tightened thoroughly before mixing with a Whirlimixer. The reaction mixture was exposed to microwave irradiation (60 W) for 2 min (for 2g 2.5 min). The reaction tube was allowed to reach room temperature before the reaction mixture was diluted in EtOAc (60 mL) and washed with water. The organic phase was dried and the solvent was removed under reduced pressure. The crude product was purified by column chromatography to give the pure nitrile.

Reference: : J. Org. Chem. 2000, 65, 7984-7989.

8. 肟脱水生成腈

芳香或烷基的醛可以通过转变成肟脱水成相应的腈.

HN O O O O N F F F HN

O O O

O HO F

F

F thionyl chloride

A solution of the powder (0.49 g) of diethyl 2-methyl-4-(2-trifluoromethylphenyl)-6-

hydroxyiminomethyl-1,4-dihydropyridine-3,5-dicarboxylate and thionyl chloride (1.5 ml) in dry diethyl ether (1.5 ml) was stirred at room temperature for 30 minutes. After the resultant solution was evaporated to dryness, water was added to the residue and the mixture was extracted with ethyl acetate. The extract was washed with water, dried over magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure to give brown oil (0.39 g). The oil was

purified by column chromatography on silica gel with eluent of 5:1 benzene:ethyl acetate and crystallized with n-hexane to give a yellow powder (50 mg). The powder was further recrystallized from diethyl ether / n-hexane to give crystals of diethyl 2-methyl-4-

(2-trifluoromethyl-phenyl)-6-cyano-1,4-dihydropyridine-3,5-dicarboxylate.

Reference:Chem Pharm Bull. 1991, 89-3201.

The End

阿伐他汀手性中间体合成研究进展_周晋武

化学与生物工程 2008,Vol.25No.5 综述专论 Chemistry &Bioengineering 1  收稿日期:2008-01-08 作者简介:周晋武(1978-),男,湖北红安人,硕士研究生,主要研究方向:生物催化手性合成;通讯联系人:汪钊,教授。E 2mail : hzwangzhao @1631com 。 阿伐他汀手性中间体合成研究进展 周晋武,汪 钊 (浙江工业大学生物与环境工程学院,浙江杭州310014) 摘 要:综述了近年来阿伐他汀手性中间体的合成研究进展,从手性池反应、不对称合成、外消旋体拆分三个方面介绍了阿伐他汀手性中间体合成的工艺路线和研究水平,对其工业化前景进行了展望。 关键词:阿伐他汀;手性;42氯232羟基丁酸乙酯;手性池反应;不对称合成;外消旋体拆分 中图分类号:TQ 463125 O 6231624 文献标识码:A 文章编号:1672-5425(2008)05-0001-04 他汀类药物是目前世界上十分畅销的调血脂药物,是HM GCoA 还原酶抑制剂。对心血管疾病分子水平的研究表明[1],HM GCoA 还原酶是胆固醇生物合成的限速酶,任何影响此酶合成或功能表达的因素都能有效抑制胆固醇的合成。他汀类药物正是通过抑制HM GCoA 还原酶与底物的结合来抑制胆固醇的合成,同时,他汀类药物还可以降低低密度脂蛋白(LDL )和甘油三酯(T G )、升高高密度脂蛋白(HDL ),从而对动脉粥样硬化和冠心病的防治有重要意义。其中,由辉瑞公司开发的阿伐他汀,自1997年在美国和德国上市以来,销售额逐年攀升,2004年达到10618亿美元,成为首个年销售额突破百亿美元的处方药[2]。阿伐他汀专利保护期到2009年9月止[3],目前国内调血脂药市场仍以辛伐他汀为主,然而,阿伐他汀因其适应症更广、耐受性和安全性更好已经引起国内各制药企业的广泛关注,学术界也对其生产工艺特别是重要中间体的合成展开了多方面的研究,作者在此综述了近几年国内外在这一领域的研究进展。 阿伐他汀结构式如下 : 其手性侧链有两个羟基,是与HM GCoA 还原 酶识别的药效团,合成该侧链涉及的关键中间体主要有(S )242氯232羟基丁酸乙酯(42Chloro 232 hydroxybutanoate esters ,C HB E )、 (R )242氰基232羟基丁酸乙酯和(3R ,5S )262氯二羟基己酸叔丁酯,其结构式如下 : 按照合成过程中引入手性的方法来分类,合成阿伐他汀手性中间体主要包括:手性池反应、不对称合成和外消旋体拆分三种途径,分述如下。 1 手性池反应 手性池反应本身并不涉及手性的改变,而是通过从手性池中选择合适的手性化合物作为原料制备目标产物。所谓“手性池”,既包括来源于自然界的多糖、单糖、氨基酸等天然手性分子,也包括用人工方法大规模合成的手性砌块。 111 以手性32羟基2γ2丁内酯为原料合成手性(R)242 氰基232羟基丁酸乙酯 Hollingswort h 等[4]从手性32羟基2γ2丁内酯开 始,经过开环、酯化和氰化制备得到(R )242氰基232羟基丁酸乙酯,初产率为90%。美国S K 能量化学公司

丙二腈

丙二腈化学品安全技术说明 书 第一部分:化学品名称化学品中文名称:丙二腈 化学品英文名称:propanedinitrile 中文名称2:二氰甲烷 英文名称2:dicyanomethane 技术说明书编码:723CAS No.: 109-77-3 分子式: C 3H 2N 2分子量:66.06第二部分:成分/组成信息 有害物成分含量CAS No. 第三部分:危险性概述健康危害:本品毒性似氰化物。氰化物的特异作用为抑制细胞呼吸,造成组织缺氧。大鼠皮下注射近致死量的本品,出现呼吸困难、紫绀和抽搐,尿中硫氰酸盐排出量环境危害:对环境有危害,对水体可造成污染。燃爆危险:本品可燃,高毒。第四部分:急救措施皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用流动清水或5%硫代硫酸钠溶液彻底冲洗至少20分钟。就医。眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。呼吸心跳停止时,立即进行人工呼吸(勿用口对口)和胸外心脏按压术。给吸入亚硝酸异戊酯,就医。食入:饮足量温水,催吐。用1:5000高锰酸钾或5%硫代硫酸钠溶液洗胃。就医。第五部分:消防措施危险特性:加热至 120℃,与碱性物质接触,立即猛烈聚合。受高热分解放出有毒的气体有害燃烧产物:一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物。灭火方法:采用抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、砂土灭火。禁止使用酸碱灭火剂。第六部分:泄漏应急处理应急处理:隔离泄漏污染区,限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴防尘面具(全面罩),穿防毒服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏:避免扬尘,小心扫起,置于袋中转移至安全场所。大量泄漏:收集回收或运至废物处理场所处置。第七部分:操作处置与储存 有害物成分 含量 CAS No.: 丙二腈 109-77-3

纸张燃烧的制作方法

步骤1:首先建立一个720*576,长度为6秒的合成图像(comp),把它命名为“燃烧”。如图1。

步骤2:导入一段影片。此练习中导入heart.jpg。将heart拖动到合成图像中。按Ctrl+Alt+F,使图像与合成图像一样大。如图2。 步骤3:再建立一个720*576的名为“置换”的合成图像。建立一个和合成图像等大的固体层(solid),在该层上施加Fractal Noise效果(Effects/Render/Fractal Noise)。将contrast值设为205。在Transform卷展栏中取消“uniform scal

ing”的圈选,将高度缩放值设为200%(这样使火苗的长度增加,在原来的火球形状上产生更多的卷曲火舌)。如图3。

步骤4:在Fractal Noise的evolution项上,设定关键帧。0秒时为0,4秒时为旋转4圈。如图4。 接下来我们要使Fractal Noise产生向上的动画效果。 在分形噪波(Fractal Noise)的Transform项中的offset turbulence上,设定关键帧,0秒时值为360,288,4秒时为360,96。如图5。

把合成图像“置换”拖到合成图像“燃烧”中。关闭它的可视开关。(前面的小眼睛)。如图6。 步骤5:在合成图像“燃烧”中,创建一个720*576,名为“火焰”的固体层。在其上施加椭圆(Ellipse)效果(Effect/Rende r/Ellipse)。将Ellipse中的内圈颜色(inside color)设置为桔黄色(R255,G128,B0),外圈颜色(outer color)设为一种略深的桔黄色(R128,G64,B0)。柔和度(softness)设为0%。 在时间线窗口中,ellipse滤镜中选择高度(height),按下Shift+Alt+=,建立一个表达式。

燃烧合成介绍

燃烧合成(combustion synthesis,简称CS)又称为自蔓延燃烧合成,是一种利用化学反应的自身放热使反应持续进行的合成方法。该方法的历史可以追溯到前苏联科学家对火箭固体推进剂燃烧问题的探讨。早在1967年,Merzhanov和Borovinskaya在研究Ti-B混合粉坯时就发现自蔓延燃烧现象,并提出自蔓延高温合成(self-propagating high- temperature synthesis,简称SHS)的概念[104]。SHS 最大的特点是合成反应的自发热和自维持,在合成过程中不需要外部能源供给[104,105]。采用SHS工艺可以合成陶瓷材料、金属基与陶瓷基复合材料、金属间化合物、梯度材料、高温超导等高技术结构材料与功能材料[106,107]。此项新的合成技术一出现就受到各国的重视并列入各国高技术材料发展的规划中。 然而,SHS技术工艺可控性较差。同时,由于燃烧温度一般高于2000 °C,合成的粉末粒度大,难以满足小粒径、大表面粉体材料合成的要求。因此,研究人员将SHS技术与湿化学方法相结合,发展出了低温燃烧合成(1ow-temperature combustion synthesis,LCS)新技术。相对于SHS工艺,LCS工艺中的燃烧温度大为降低,从而避免了产物的严重烧结。LCS技术具有以下特点:(1) 起燃温度低,一般在120-350 °C。(2) 反应自维持,合成时间短;(3) 反应产生的大量气体使产物具有疏松多孔的微观形貌;(4) 保留湿化学方法的优点,化学计量比准确,各组分间能达到分子或原子级均匀度;(5) 产物的烧成温度比传统固相反应有较大降低;(6) 合成所需设备简单,原材料成本低。因此,LCS技术被广泛应用于各种氧化物粉体[108-112],尤其是复合氧化物粉体材料的制备,例如各种固体氧化物燃料电池材料,BaTiO3、SrTiO3电子陶瓷,YBCO系高温超导体及多种其它功能陶瓷材料[113-116]。 燃烧合成中的燃烧反应本质上是一个氧化-还原反应。通常选取金属硝酸盐作氧化剂,有机物作还原剂(燃料)。金属硝酸盐在充当氧化剂的同时,还提供目标产物所需的金属离子。此外,硝酸盐还保证了金属粒子的良好溶解性。燃料的选取一般有两个要求。一是要求燃料与硝酸盐所发生的燃烧反应比较温和,产生气体无毒。二是选取的燃料最好对金属离子有络合作用,因为络合剂可以增加金属离子的溶解性,并阻止在前驱体溶液中金属盐的结晶析出。 燃烧合成所需氧化剂和还原剂(燃料)的量可根据推进剂化学原理进行计算。Jain等[117]提出了一种计算氧化剂和还原剂比例的简单方法,即分别计算两者的总还原价和总氧化价,按照总还原价和总氧化价相等的原则来确定它们的化学计量比。当燃料/硝酸盐的比例少于化学计量比时,燃烧反应称为“贫燃反应”。当燃料/硝酸盐的比例高于化学计量比时,称为“富燃反应”。为了保证目标产物的化学组成和燃烧反应的完全,有时需额外添加一定量的氧化剂。硝酸铵是常用的一种氧化剂。例如,在合成钛酸钡时,加柠檬酸的同时需要加入适量硝酸铵,既保证了Ba2+、Ti4+有足够的络合剂,又避免过量有机物燃烧不完全。另外,空气中的氧气也可作辅助氧化剂。

无机合成方法知识点

第一部分无机合成的基础知识 知识点:溶剂的作用与分类 例如:根据溶剂分子中所含的化学基团,溶剂可以分为水系溶剂和氨系溶剂根据溶剂亲质子性能的不同,可将溶剂分为碱性溶剂、酸性溶剂、两性溶剂和质子惰性溶剂。 例如:丙酮属于()溶剂:A 氨系溶剂 B 水系溶剂 C 酸性溶剂 D 无机溶剂 进行无机合成,选择溶剂应遵循的原则: (1)使反应物在溶剂中充分溶解,形成均相溶液。 (2)反应产物不能同溶剂作用 (3)使副反应最少 (4)溶剂与产物易于分离 (5)溶剂的纯度要高、粘度要小、挥发要低、易于回收、价廉、安全等 试剂的等级及危险品的管理方法 例如酒精属于() A 一级易燃液体试剂B二级易燃液体试剂C三级易燃液体试剂D四级易燃液体试剂 真空的基本概念和获得真空的方法 低温的获得及测量 高温的获得及测量 第二部分溶胶-凝胶合成 溶胶-凝胶法:用含高化学活性组分的化合物作前驱体,在液相下将这些原料均匀混合,并进行水解/醇解、缩聚化学反应,在溶液中形成稳定的透明溶胶体系,溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合,形成三维空间网络结构的凝胶,凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂,形成凝胶。凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。 金属醇盐是介于无机化合物和有机化合物之间的金属有机化合物的一部分,可用通式M(OR)n来表示。M是价态为n的金属,R代表烷基。 *金属醇盐可看作是醇ROH中羟基的H被金属M置换而形成的一种诱导体 *金属氢氧化物M(OH)n中羟基的H被烷基R置换而成的一种诱导体。 *金属醇盐具有很强的反应活性,能与众多试剂发生化学反应,尤其是含有羟基

的试剂。 例如:关于溶胶-凝胶合成法中常用的金属醇盐,以下说法错误的是(D ) A金属醇盐可看作是醇ROH中羟基的H被金属M置换而形成的一种诱导体 B金属醇盐可看作是金属氢氧化物M(OH)n中羟基的H被烷基R置换而成的一种诱导体。 C金属醇盐具有很强的反应活性,能与众多试剂发生化学反应,尤其是含有羟基的试剂。 D 异丙醇铝不属于金属醇盐 溶胶-凝胶合成法的应用 溶胶一凝胶法作为低温或温和条件下合成无机化合物或无机材料的重要方法,在软化学合成中占有重要地位。在制备玻璃、陶瓷、薄膜、纤维、复合材料等方面获得重要应用,更广泛用于制备纳米粒子。 溶胶与凝胶结构的主要区别: 溶胶(Sol)是具有液体特征的胶体体系,分散的粒子是固体或者大分子,粒子自由运动,分散的粒子大小在1~1000nm之间,,具有流动性、无固定形状。凝胶(Gel)是具有固体特征的胶体体系,被分散的物质形成连续的网状骨架,骨架空隙中充有液体或气体,无流动性,有固定形状。 溶胶-凝胶合成法的特点: (1)能与许多无机试剂及有机试剂兼容,通过各种反应物溶液的混合,很容易获得需要的均相多组分体系。反应过程及凝胶的微观结构都较易控制,大大减少了副反应,从而提高了转化率,即提高了生产效率。 (2)对材料制备所需温度可大幅降低,形成的凝胶均匀、稳定、分散性好,从而能在较温和条件下合成出陶瓷、玻璃、纳米复合材料等功能材料。 (3)由于溶胶的前驱体可以提纯而且溶胶-凝胶过程能在低温下可控制地进行,因此可制备高纯或超纯物质。 (4)溶胶或凝胶的流变性质有利于通过某些技术如喷射、旋涂、浸拉等加工成各种形状,容易制备出粉末、薄膜、纤维、块体等各种形状的材料。 (5)制品的均匀性好,尤其是多组分制品,其均匀度可达到分子或原子尺度,产品纯度高。

一个好的化妆品常常仅含有几种成份

一个好的化妆品常常仅含有几种成份,而且,所含的每一个成份均有非常明确的功能,并尽可能是皮肤自有的或类似的成份。如一个化妆品所含成份居多,并且,化妆品成份的功能不是很明确,这个化妆品的质量则值得怀疑。一般化妆品由以下几类成份组成:活性成份(或功效成份,如维生素,芦荟素等),乳化剂,凝胶剂,防氧化剂,防腐剂,香精香料,防晒剂,色素。活性成份含量越高越好。化妆品包装上的成份是以百分含量递减为序的方式进行排列的。越排在前面的成份,其百分含量越高。1应避免的香精香料成份:香精parfum 香精perfume 香料parfumix 芳香剂frangrance 秘鲁香脂balsam peru (多用于彩妆产品里)香精香料已成为目前越来越多的化妆品引起皮肤过敏的主要根源。 2应避免的人造防腐剂:1,2-dibrom 2,4-dicyanobutane 4- 羟基苯甲酸4-hydroxybenzoic acid 对羟基苯甲酸丁酯butylparaben 西吡氯铵cetylpyridinium chloride 氯已定

chlorhexidine 氯咪巴唑climbazole 脱氢醋酸dehydroacetic acid 二氯苯甲醇chlorobenzyl alcohol digluconate 双葡萄糖酸盐,双咪唑烷基脲diazolidinyl urea DMDM 乙内酰脲DMDM hydantoin □对羟基苯甲酸乙酯cetylparaben □福尔马林formaldehyde □hexamine diisethionate □咪唑烷基脲imidazolidinyl urea □甲基氯异噻唑啉酮metylchloro isothiazolinone □甲基二溴戊二腈methyldbibrome glutaronitrile □甲基异噻唑啉酮methyl isothiazolinone □对羟基苯甲酸酯methylparaben □肉豆蔻基三甲基溴化铵myrtrimonium bromide □PHB-ester □苯氧乙醇phenoxylethanol □山梨酸钾potassium sorbate □对羟基苯甲酸丙酯propylparaben □苯钾酸钠sodium benzoate □脱氢醋酸钠sodium dehydroacetate □三氯生tricolsa □吡硫翁锌zinc pyrithione 上述的成份已成为目前越来越多的化妆品引起皮肤过敏的主要原因。3 .应避免的矿物油成份□矿脂(凡士林petrolatum □液体石蜡paraffinum-liquidum □亚液态石蜡paraffinum-subliquidum □微晶蜡cera microcristallina □微晶蜡microcrystalline wax □矿物油mineral oil □天然地蜡ozokerit □纯地蜡ceresin □C11-12 或C13-14 类石蜡C11-12 or C13-14 isoparaffin. 矿物油是石油的副产品,上面这些石油副产品的成份是廉价的化妆品添加剂,质量好的化妆品不应含有这些成份;这些成份具有封闭皮肤的作

西木博士的营养革命第三章

食品中的人工化学品只是我们时代全部合成化学物质中的冰山一角。普通超市和药店是我们时代巨大的化学中心,充满5万多种化学品。基于石油化学工业及其副产品,人类已经把超过10万种以上人工合成的化学物质,投入日常各种食品和生活用品。 以女人为例,化妆品是导致女性化学品中害的重要途径。喜爱化妆的女人每天把超过175种化学品涂在自己的脸上。再加上各类日用化学洗涤剂的危害,女人的身体每天接触超过200种有害化学物质,一年吸收1-2公斤的有害化学物质,一生吸收的有害化学物质是体重的2倍左右! 市面上的绝大多数化妆品,不管牌子多大,价格多高,实际上都是化学品,除非有权威的有机认证。化妆品多由人工化学物质制成,很多来自石油化学副产品,配方中很容易含有有害元素。比如香粉和粉饼中易含铅;祛斑增白类化妆品易含汞;口红中易含非食用色素;指甲油多含苯环结构的化合物,等等。这些对人体都有毒性,其中汞属于剧毒物质。另外,化妆品放在家中,还会污染室内空气。即使是那些号称天然的化妆品,在很大程度上也是化学品,只不过含有部分天然成分罢了。全天然的化妆品又如何呢?以全天然芦荟产品为例,其芦荟并不是有机芦荟,在种植过程中使用了农药和化肥,这些化学成分会残留在芦荟产品中。 大量使用化妆品及化学品的女人并不知道,人体的皮肤是面积最大的呼吸和代谢器官,它可以吸收13%-60%的皮肤吸附物。由于很多杀虫剂会干扰或破坏荷尔蒙平衡,而女人的内分泌系统又极为丰富敏

感,所以农药对女人健康的损害可能高于男人。对于育儿的女人,化学品将会同时危及小孩。 除了化妆品外,我们使用各种清洁剂,包括洗碗的、洗衣服的和洗家居的各种日化产品。这些清洁剂基本上也都是石化副产品,它们部分直接被皮肤吸收,部分残留在被清洗的物件上,部分挥发在空气中,部分流失到地下。同样的道理,各种消毒剂实际上都是剧毒剂,包括用于皮肤、食物、衣物和家居等的消毒剂。 根据2003年1月23日中国癌症信息库网站提供的数字,全球每年生产超过300万种个人护理用品和家居清洁用品;有7万种正大量生产,其中600多种已被医学临床报告证实对人体有害;已经有超过400万种化学物质被配制成产品,每年有25万种新产品问世;大约3000种化学成分被加入到我们的食物之中。饮用水中发现700多种,人体组织内发现400多种,厨房下水道和洗衣房中有 500多种,超过800种毒害人类神经系统的化学物质用于化妆品和香水工业;每天有4亿种有害物质从家庭的下水道中流入江河湖海。虽然这些数字令人难以置信,但我们每天所摄取的这些化学品对健康的损害是毋庸置疑的。 例如,十二烷基硫酸钠作为发泡剂被广泛应用于牙膏、肥皂、浴液、洗发香波、洗衣粉,以及化妆品中。95%的个人护肤用品和家居清洁用品中都含有十二烷基硫酸钠(SLS)。SLS是一种较为强力的清洁剂,可作为表面活化物质分解水的表面张力,其工业用途是制作混凝土及地板清洁剂、引擎除油剂和洗车剂。一瓶家用洗涤液含十二

溶液燃烧合成理论

溶液燃烧合成 溶液燃烧合成的介绍 1967年,原苏联科学院化学物理研究所Borovinskaya等人发现钛-硼混合物的自蔓延燃烧合成现象,称之为“固体火焰”。60年代末,又发现了许多金属与非金属难熔化合物的燃烧合成现象,并首先将这种靠反应自身放热来合成材料的技术称为自蔓延高温合成法(Self-propagating High-temperature Synthesis,简称SHS)SHS技术是利用外部提供的能量诱发,使高温放热反应体系的局部发生化学反应,形成反应前沿燃烧波,此后化学反应在自身放出热量的支持下,继续向前行进,使邻近的物料发生化学反应,结果形成一个以一定速度蔓延的燃烧波,随着燃烧波的推进,原始混合物料转化为产物,待燃烧波蔓延至整个试样时,则合成了所需的材料。SHS技术在合成过程中燃烧温度高,反应中温度梯度极大和燃烧波速度快。工艺设备简单、能耗少,可获得高纯的合成产物。 但是SHS缺点是工艺可控性较差。此外,由于燃烧温度一般高于2000℃,合成的粉末粒度较粗,一般不适用于复合氧化物的合成。几年来,SHS与湿化学方法相结合,发展出主要用于合成金属氧化物的新工艺—低温燃烧合成工艺(low-temperature combustion synthesis ,LCS)。 由于自燃烧在很短时间内借助外界初始能量进行具有自蔓延性质的燃烧,大量的有机组成在短时间内迅速发生氧化=还原反应燃烧并以气体形式放出。这些热量一方面促进各反应物之间的质量传输和扩散,有利于反应的进行,同时促进反应过程中生成的碳化物的分解;另一方面迅速传递给与反应物临近的未反应物,使其温度升高从而使得反应得以自维持,因此留下的固态产物必然具有大量孔洞。LCS产物特有的多孔微结构的形貌特征,可形成比表面积高的超细氧化物粉。它既保持了湿化学法中成分原子水平均匀混合的优势,又利用了反应体系自身的氧化还原反应燃烧着一SHS的特性,在数分钟内结束反应,直接得到所需的金属氧化物粉体。 溶液燃烧合成法(Solution combustion synthesis,简称SCS)是一种新兴的湿化学合成方法。该法由于原料在溶液中反应,因而组分能达到分子、离子级别上的均匀混合,且合成温度低(<800℃)、时间短(<5min),合成粉体尺寸细小。 发生燃烧合成的基本要素是: 1)利用化学反应自身放热,完全(或部分)不需要外热源; 2)通过快速自动燃烧波的自维持反应得到所需成分和结构的产物; 3)通过改变热的释放和传输速度来控制反应过程的速度、温度、转化率和产物的成分及结构。 与传统工艺先比,燃烧合成技术有很多优点: (1)反应时能产生高温,使低沸点的杂质挥发逸出,产品纯度高;(2)除启动反应时不需要外热,简化设备,节省能源,工艺简单;(3)在燃烧过程中,材料经历了很大的温度变化,非常高的加热和冷却速率。使生成物中极有可能出现非平衡或亚稳相,因此某些产物比用传统方法制造的产物更具有活性;(4)不仅扩大了材料合成所用原料来源,降低成本,还具有很广的实用性,可以合成其它工业多不能生产的一些材料,还可以合成一些具有高熔点化合物,高温超导材料,陶瓷材料,硬质合金,复杂的氧化物,金属间化合物等。由SHS合成的化合物已吃超过500多种;(5)不仅能生产粉末,可以与其它工艺结合,使材料的合成与致密化同时完成;(6)过程迅速、省时;(7)界面结合紧密、无污染;(9)可以

咪唑类离子液体_Bmim_Cl的_省略_甲基戊二腈_MGN_合成中的应用_魏娟

咪唑类离子液体[Bmim]Cl的合成及其在 2-亚甲基戊二腈( MGN)合成中的应用魏 娟1, 施云海1, 陆德明 2 (1.华东理工大学化学工程研究所,上海200237; 2.中国石化上海石油化工股份有限公司化工事业部,上海200540 )关键词:丙烯腈;二聚;MGN; 离子液体 离子液体[1] , 又称室温离子液体,设计和调节阳、阴离子[2] 以及烷基取代基的变化以适应不同功 能的需求。离子液体对有机物具有较强的溶解能力, 使之替代众多挥发性的有机溶剂在有机合成反应中得到广泛应用。因此,作为优良溶剂的离子液体在有机反应中,不但可以分别溶解催化剂、反应物,而且也可以同时溶解催化剂和反应物两者。MGN是重要的有机合成中间体, 在精细化工产品合成中起着重要的作用。MGN卤化后得溴菌腈,能够杀伤突变菌,能够非常有效地抑制霉菌、真菌、 细菌以及藻类的繁衍生长,广泛应用于工业循环用水灭菌剂、防腐剂以及农业杀菌剂等。文献[3-6]报 道了很多方法,都是采用卤化盐和三烷基胺催化丙 烯腈二聚合成MGN,分离方法复杂。离子液体[ 1,7]作为一种对环境友好型的催化剂和反应介质,在有机化学反应中具有广泛的应用前景。离子液体的溶解性 [8,9] 好,可以溶解多种无机物、有机物以及金属 离子化合物[10] 或配合物,溶解性能比传统溶剂好得 多,其优良的催化性能和溶解性能使很多反应得以在均相体系中完成 。 图1 氯化1-甲基-3-丁基咪唑盐[ Bmim]C1离子液体的合成通过N-甲基咪唑与卤代烃发生季胺化反应得到氯化1-甲基-3-丁基咪唑盐[Bmim]Cl离子液体,如图1。在反应温度80℃、反应时间24h、氯代正丁烷与N-甲基咪唑摩尔比为1.2的条件下,季胺化反应收率为93.8%,并对季胺化反应动力学进行了研究。 采用咪唑类离子液体[Bmim]Cl作为反应介 质, 研究了丙烯腈定向二聚合成MGN的反应,该反应属MBH[11] (Morita-Baylis-Hillman)亲核加成反应,如图2所示。经研究表明,在离子液体[Bmim]Cl中丙烯腈二聚反应收率达到55.4% 。 图2 MBH反应历程 1 实验 1.1 实验药品 N-甲基咪唑(化学纯)购于上海嘉辰化工有限公司,加入无水氯化钙后,经减压蒸馏处理,取二次蒸馏馏分备用。氯代正丁烷(化学纯)购于上海嘉辰化工有限公司, 加入无水氯化钙后,经减压蒸馏处理,取二次蒸馏馏分备用。丙烯腈(化学纯)由上海石化鑫源化工实业有限公司提供,经常压蒸馏处理,取二次蒸馏76~78℃之间的馏分备用。三苯基磷(化学纯)购于上海凌峰化学试剂有限公司。1.2 分析方法 离子液体[Bmim]Cl、MGN分别经红外光谱仪(Nicolet 6700)、元素分析仪(Elementar Vario ELⅢ)以及核磁共振1  HMR波谱仪(Varian PLUS-400)进行了鉴定。在实验过程中,MGN是由GC-1102气相色谱分析得到的结果。在进行分析时,GC- 1102气相色谱采用30m×0.26mm的毛细管色谱柱,进样器和FID检测器的温度分别设为 200℃和250℃。采用程序升温时, 初始温度设为150℃,初始温度停留1min,升温速率为30℃/min,

切断法合成芳香族化合物前篇

一.切断法 1.概念:通过一系列逆向思维把目标分子恰当地切断,找到合理的路线,不通过胡乱猜测如何合成目标分子。这种逆向思维的方法就是切断法。 2.步骤:a.分析目标化合物的化学结构,包括官能团,C链长度,C链的排列方式等特 殊性结构; b.思考在哪里切断,用哪些已知可靠的反应切断; c.对片断进行分析看是否需要重复切断,从而找到易于取得的起始原料; d.根据设计所需的反应来寻找反应试剂与反应条件。 3.必要的化学知识: a.懂的常用的反应类型,理解这些反应的机; b.知道常用的起始合成原料,尽量做到低价格,低污染,低毒性; c.了解常用反应中的立体化学变化,如常用的马氏规则,反马氏规则反应,常见的SN1,SN2亲电取代反应过程中是否出现构型的翻转等。 二.切断法在芳香族化合物合成中的简单应用 苯环是一个非常稳定的结构单元,合成芳香族化合物通常意味着在苯环上引入侧链,因此,切断几乎总是在侧链与苯环之间,而我们需要做到的就是决定何时进行切断;在哪里切断。 影响我们决断的主要因素有两个:1.苯环上的取代基定位效应;2.苯环上取代基的稳定性。定位效应分为邻对位定位与间位定位,常见的邻对位定位基团有:酚羟基(-OH);甲氧基(-OCH3);氨基(-NH3)等,常见的间位定位集团有:硝基(-NO2);醛基(-CHO);羧基(-COOH);磺酸基(-SO3H)等。 实例: 局部麻醉药苯佐卡因的合成 根据分析苯佐卡因的结构,我们发现有酯基和氨基两个官能团,且处于对位,那么我们就首先从两个官能团分析,氨基现阶段我们暂时没有可靠的反应可以直接引入至苯环,所以,氨基我们需要转化成其他更容易引入的官能团,我们将这个过程称为官能团的转化,由此我们可以想到由硝基经过还原来制备氨基,其次是酯基,我们都知道酯基可通过酸与醇反应制得,这是一个可靠反应,故而原化合物经过转化官能团以后变为对氨基苯甲酸 然后我们根据定位效应知道羧基是间位定位基,故而不能在引入羧基后引入硝基,于是我们需要一个是邻对位定位又可转化为羧基的基团,我们知道,苯环上的羧基可通过酸性

芳香族化合物

芳香族化合物 芳香族化合物 芳香族化合物(aromatic compounds )是一种碳氢化合物,历史上曾将一类从植物胶中取得的具有芳香气味的物质称为芳香族化合物。芳香族化合物在高中阶段一般是指碳氢化合物分子中至少含有一个带离域键的苯环,但现代芳香族化合物存在不含有苯环的例子。芳香族化合物均具有“芳香性” 更多图片(2张) 中文名:芳香族化合物 分享到... 芳香族化合物概念 但根据气味分类并不科学,现代芳香族是指碳氢化合物分子中至少含有一个带离域键的苯环,具有与开链化合物或脂环烃不同的独特性质(称芳香性,aromaticity)的一类有化合物。 如苯、萘、蒽、菲及其衍生物。苯是最简单、最典型的代表。它们容易发生亲电取代反应、对热比较稳定,主要来自石油和煤焦油。 联网查看图片[苯环] 有些分子中虽然不含苯环但也具有与苯相似的芳香性的化合物,称为非苯芳香化合物,如草盐、薁等。 分子中含有苯环的有机化合物叫做芳香族化合物。它包括芳香烃及其衍生物,如卤代芳香烃、芳香族硝基化合物、芳香醇、芳香酸、类固醇等。 最初是指分子中含有苯环的化合物。19世纪中叶,化学工作者发现有相当多的有机化合物具有一些特别的性质,它们的分子式中氢原子与碳原子之比往往小于1,但是它们的化学性质却不像一般的不饱和化合物。例如它们不容易起加成反应而容易起取代反应,这些化合物中许多有芳香气味,有些是从香料中提取出来的,因此当时称它们为芳香族化合物。后来发现芳香族化合物是苯分子中一个或多个氢原子被其他原子或原子团取代而生成的衍生物。有些化合物可以看作是由苯通过两个或两个以上的碳原子并连起来的多环体系,它们也属于芳香族化合物,如萘和蒽等。20世纪30年代以后,芳香族化合物的含义又有了进一步的发展。有些化合物不含苯环,但具有芳香族化合物的某些性质,例如:酚酮、二茂铁等都能发生取代反应,这些化合物是非苯芳香族化合物。 其它的化合物可以根据休克尔规则来判断是否具有芳香性。具体表述是对完全共轭的、单环的、平面多双键物质来说,具有(4n+2)个离域π电子(这里n是大于或等于零的整数)的分子,可能具有特殊芳香稳定性。因而象吡啶等杂环物质都是具有芳香性的。它们的衍生物也都是芳香族化合物。 芳香族化合物性质 性质 具有芳香(特)性的化合物。

杂原子、杂环化合物和芳香族化合物的合成

1. 胺的合成 胺的合成方法有: 1) Hofmann 反应 Hofmann 反应指的是氨或胺的烃基化(用RX ,其中R 为脂肪族或环上有吸电子的芳基)。 由于烃基供电子效应,产物的亲核性比原料强,要避免多烃基化将是不可能的。因而,这种方法并不好。 2) 伯胺的一些特殊制备方法 主要有Gabriel 合成法和 Hofmann 降级反应 Gabriel 合成法: Hofmann 降级反应: 3) 还原反应 还原硝基化合物、腈、肟和酰胺可得到相应的胺。 试设计 TM97 的合成路线。 [分析] [合成] 合成 TM98 。 NH 3RNH 2RX RX R 2NH RX R 3NH RX R 4NX +_NO 2Cl 22NO 2NHCH 32NH O O K 2CO 3N O O R KOH aq.RNH 2RCONH 22RNH 2NMe 2NMe 2FGI NMe 2 O COCl +NHMe 2NMe 2 O COCl NHMe 24TM97Ph N Ph

[分析] [合成] TM99 是生物碱合成中的重要中间体。试提出其合成路线。 [合成] 以路线b 为例。 2. 醚的合成 主要借助Williamson 醚合成法。另外两种方法是重氮甲烷方法和生成环氧化物法,对于制备特殊类型的醚可能很有用,但不是一般使用方法。 你将如何合成TM100。 [合成] Ph N Ph HON Ph Ph Cl O H 2N Ph +Ph N Ph O O Ph H 2 N Ph O Ph COCl 3 1.HONH 2/H +2.LiAlH 4 1.PhCOCl 2.LiAlH 4TM98MeO MeO NH 2TM99MeO MeO MeO MeO Cl MeO MeO MeO MeO 2MeO MeO NO 2MeO MeO MeO MeO CH 2OH MeO MeO a b MeO MeO CHO MeO MeO Cl MeO MeO HCHO/HCl 2 1.H 2O/OH 3_MeO MeO NO 2_H2/Pd TM99PhO TM100Br _PhO +HO O BrMg +BrMg NBS Br 2Br O + 1.3.PBr PhONa TM100

芳香族化合物

芳香族化合物 1.芳香族化合物:分子中含有苯环的有机化合物叫做芳香族化合物。历史上曾将一类从植物胶中取得的具有芳香气味的物质称为芳香族化合物。但根据气味分类并不科学,现在是指分子中至少含有一个苯环,具有与开链化合物或脂环烃不同的独特性质的一类化合物。如苯、萘、蒽及其衍生物。它包括芳香烃及其衍生物,如卤代芳香烃、芳香族硝基化合物、芳香醇、芳香酸等。 最初是指分子中含有苯环的化合物。19世纪中叶,化学工作者发现有相当多的有机化合物具有一些特别的性质,它们的分子式中氢原子与碳原子之比往往小于1,但是它们的化学性质却不像一般的不饱和化合物。例如它们不容易起加成反应而容易起取代反应,这些化合物中许多有芳香气味,有些是从香料中提取出来的,因此当时称它们为芳香族化合物。后来发现芳香族化合物是苯分子中一个或多个氢原子被其他原子或原子团取代而生成的衍生物。有些化合物可以看作是由苯通过两个或两个以上的碳原子并连起来的多环体系,它们也属于芳香族化合物,如萘和蒽等。20世纪30年代以后,芳香族化合物的含义又有了进一步的发展。有些化合物不含苯环,但具有芳香族化合物的某些性质,例如:酚酮、二茂铁等都能发生取代反应,这些化合物是非苯芳香族化合物。 2.芳香烃:简称“芳烃”,通常指分子中含有苯环结构的碳氢化合物。是闭链类的一种。具有苯环基本结构,历史上早期发现的这类化合物多有芳香味道,所以称这些烃类物质为芳香烃,后来发现的不具有芳香味道的烃类也都统一沿用这种叫法。例如苯、萘等。 芳香烃根据结构的不同可分为三类:①单环芳香烃即苯的同系物;②稠环芳香烃,如萘、蒽、菲等; ③多环芳香烃,如联苯、三苯甲烷。主要来源于石油和煤焦油。芳香烃在有机化学工业里是最基本的原料。现代用的药物、炸药、染料,绝大多数是由芳香烃合成的。燃料、塑料、橡胶及糖精也用芳香烃为原料。 3.苯(C6H6)在常温下为一种无色、有甜味的透明液体,并具有强烈的芳香气味。苯可燃,有毒,也是一种致癌物质。苯是一种碳氢化合物也是最简单的芳烃。它难溶于水,易溶于有机溶剂,本身也可作为有机溶剂。苯是一种石油化工基本原料。苯的产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。 结构式: 结构:平面六边形,平面型非极性分子。 4.苯的物理性质 苯的沸点为80.1℃,熔点为5.5℃,在常温下是一种无色、味甜、有芳香气味的透明液体,易挥发。苯比水密度低,密度为0.88g/ml,但其分子质量比水轻。苯难溶于水;但苯是一种良好的有机溶剂,溶解有机分子和一些非极性的无机分子的能力很强,除甘油,乙二醇等多元醇外能与大多数有机溶剂混溶,除碘和硫稍溶解外,无机物在苯中不溶解.苯对金属无腐蚀性。 5.苯的化学性质 苯参加的化学反应大致有3种:一种是其他基团和苯环上的氢原子之间发生的取代反应;一种是发生在苯环上的加成反应(注:苯环无碳碳双键,而是一种介于单键与双键的独特的键);一种是普遍的燃烧(氧化反应)(不能使酸性高锰酸钾褪色)。 (1)取代反应:苯环上的氢原子在一定条件下可以被卤素、硝基、磺酸基、烃基等取代,生成相应的衍生物。由于取代基的不同以及氢原子位置的不同、数量不同,可以生成不同数量和结构的同分异构体。(会产生邻、间、对三种类型的同分异构体) (2)卤代反应:苯环上发生的卤代反应大多以Fe(或Fe3+)作为催化剂。 把苯和少量液态溴放在烧瓶里,同时加入少量铁屑作催化剂。用带导管的瓶塞塞紧 瓶口(如图2-4),跟瓶口垂直的一段导管可以兼起冷凝器的作用。在常温时,很快 就会看到,在导管口附近出现白雾(由溴化氢遇水蒸气所形成)。反应完毕后,向锥 形瓶内的液体里滴入AgNO3溶液,有浅黄色溴化银沉淀生成。把烧瓶里的液体倒在 盛有冷水的烧杯里,烧杯底部有褐色不溶于水的液体。不溶于水的液体是溴苯,它 是密度比水大的无色液体,由于溶解了溴而显褐色。 注意事项: 图2-4溴苯的制取

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