两种新型Knoevenagel反应催化剂的研究

作     者：杨先草 

作者单位：华中农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：江洪

授予年度：2011年

学科分类：081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：三聚氰胺 改性聚乙二醇 双端二乙胺基PEG600 Knoevenagel反应 无溶剂反应 

摘      要：Knoevenagel缩合反应产物应用于众多领域,例如：香豆素类化合物及其衍生物等食用添加剂;苄烯丙二腈等功能材料;萘呋胺酯等医药中间体;对甲氧基肉桂酸酯类等化妆品添加剂。作为有机合成反应中的重要反应类型,其催化剂的研究一直受到重视。例如：吡啶等含传统催化剂;[bmim]OH等离子液体;聚乙二醇4000支持的哌嗪等负载型催化剂;NaZnPO4、酸性沸石分子筛、A1203等。另外,物理辅助手段也应用到Knoevenagel反应的催化研究中,超声波、微波法、研磨法等。 近年来,随着环保意识的增强,无溶剂反应越来越引起重视。Knoevenagel反应在室温无溶剂下操作简单,引起众多化学家的研究。三聚氰胺具有特定的分子结构,难溶于水及大多数有机溶剂,反应后可与目标产物快速分离,易处理,价格低廉。在本文中,我们首次利用三聚氰胺催化Knoevenagel反应。PEG600作为可溶性性树脂合成了双端二乙胺基PEG600,并且研究了它催化Knoevenagel反应的情况。本文中两种催化剂催化的Knoevenagel反应产物的结构经IR、MS、1HNMR进行了表征。主要研究内容如下： 一、三聚氰胺催化Knoevenagel反应 选择具有不同取代基的芳香醛与丙二腈、氰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯反应,研究三聚氰胺的催化性质。实验结果表明：醛的取代基团以及不同的亚甲基的基团对三聚氰胺催化Knoevenagel反应具有影响,三聚氰胺不能催化丙二酸二乙酯与苯甲醛发生Knoevenagel反应。以4-硝基苯甲醛与丙二腈为研究对象,检测三聚氰胺的回收催化利用。实验发现,三聚氰胺至少可以重复利用五次,而催化效率没有降低。 二、双端二乙胺基(PEG600)催化Knoevenagel反应 我们通过对PEG600经过双端氯化及氯基的氨化,合成了改性双端二乙胺基PEG600,并研究了它在Knoevenagel反应中的催化性质。选择具有吸电子基团或者供电子集团的醛类物质与活泼亚甲基物质反应,滴加催化剂双端二乙胺基PEG600,研究双端二乙胺基PEG600的催化性质。实验证明,双端二乙胺基PEG600作为一种新合成的碱性催化剂,在室温无溶剂条件下催化Knoevenagel反应具有很高的产率。同时研究了PEG600、双端氯化PEG600、双端二乙胺基PEG600的催化性质,实验证明,PEG600、双端二乙胺基PEG600具有催化Knoevenagel反应的性质,PEG600催化时间较长,而双端氯化PEG600没有催化Knoevenagel反应的性质。以对氯苯甲醛和氰乙酸乙酯的反应作为研究对象,发现这种催化剂至少可以利用五次。