论文总字数：15326字

摘 要

酰胺键的构建在有机合成中是一类非常有用的反应，在医药中间体、天然产物、染料等化合物中的应用十分广泛。目前，已有多种酰胺键合成方法的报道，主要包括羧酸与胺在缩合剂作用下的反应以及胺或胺衍生物与羧酸、醛酮、醇等化合物在各种催化剂作用下的反应。在这些方法中，醛或醇的氧化胺化由于使用便宜、易得且稳定的原料无论从绿色化学角度还是经济角度，都显得很有吸引力。而微流场技术在解决有机合成反应中氧化反应时具有独特的优势，由于其具有很小的管径、很大的比表面积，从而大大提高了反应传热传质，缩短了反应时间的同时提高了反应转化率。本研究旨在应用微流场技术进行醛与醇的氧化胺化实验。

关键字：醛与醇 微流场 氧化胺化

Abstract

The formation of amide bond is one of the most important reactions in organic chemistry due to the extensive presence of amide units in natural products, pharmaceuticals, and polymers. At present, a lot of methods for the synthesis of amides have been reported, such as the reaction of an amine with carboxylic acid in the absence of coupling reagent, the reaction of amines or their derivatives with aldehyde under the catalysis of metals, and the direct oxidative amidation of aldehyde or alcohol with amines. Among these methods, the direct oxidative amidation of aldehyde or alcohol can be a potentially attractive method, from economical and green chemistry point of view, due to the use of cheap, abundant and stable starting materials. The continuous flow technology has a great advantage in solving oxidation reaction due to its high surface-to-volume ratio, high efficiency of heat and mass transmission, which contributes to reactivity of reactants, the reaction time will be shorten, and the reaction efficiency will be improved much more. This research aims to develop a novel and efficient method for the direct oxidative amidation of aldehyde and alcohol in continuous flow system.

Keywords: aldehyde and alcohol; continuous flow system; oxidative amidation

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 醛与醇的氧化胺化 1

1.1.1关于酰胺基团 1

1.1.2醛与醇的氧化胺化方法 1

1.2 微流场技术 3

1.2.1 微反应器的定义 3

1.2.2 微反应器的分类及其优势 4

1.2.3 微反应器的混合机理 5

1.2.4 微反应器的应用 6

1.3研究目的及意义 6

第二章 实验部分 8

2.1 反应装置设计 8

2.2 实验仪器和实验试剂 8

2.2.1实验仪器 8

2.2.2 实验试剂 9

2.3 实验步骤 10

2.3.1以苯甲醛与吗啉反应生成苯甲酰吗啉为例 10

2.3.2以苯甲醇与吗啉反应生成苯甲酰吗啉为例 11

第三章 结果与讨论 12

3.1 苯甲醛与吗啉在瓶子中反应条件摸索 12

3.2不同醛与不同胺类化合物在微反应器中反应 14

3.3 苯甲醇类衍生物与不同胺类在微反应器中反应 15

第四章 总结与展望 16

4.1 总结 16

4.2 展望 16

参考文献 17

致 谢 19

第一章 绪论

1.1 醛与醇的氧化胺化

1.1.1关于酰胺基团

酰胺基团是很多天然化合物以及拥有生理活性的化合物的关键结构单元，在有机合成领域中酰胺键的合成具有重要意义，所以，使用简单方法建立酰胺(-CONH)单位在有机化学合成中尤为重要，这些方法在生物系统、医药领域、天然产品以及聚合物等方面发挥重要作用。前人已经在这方面做了相当多的研究，他们的方法有利有弊。

1.1.2醛与醇的氧化胺化方法

酰胺键的形成有多种方法，其中最常用的方法为羧酸或羧酸类化合物与胺类化合物在缩合剂作用下反应^[1]。但是该类反应有着原子利用率低下，环境污染等问题。为了解决这些问题，科学家们研究了多种酰胺键的合成方法，包括羧酸与胺的催化乙酰化^[2]、醇的脱氢胺化^[3]、伯胺的转移胺化^[4]以及醛的氧化胺化^[5]等。在这些方法中，无论从经济角度还是绿色化学角度来看，氧化胺化都是最吸引人的一种方法，因为该方法原子利用率高，原料便宜并且易得。因此，寻找一种合适的氧化胺化体系就显得十分重要。

使用三价铑催化醛类化合物的氧化胺化^[6]，是一种高效的构建N-吡啶酰胺以及N-吡啶酰亚胺的合成方法，它采用三价铑化合物催化的醛的氧化胺化反应, 氧化剂为碳酸银或者乙酸铜，通过该方法可以显著提高产率，以较高的收益合成各类的N-吡啶酰胺以及N-吡啶酰亚胺。在该反应中，具有重要合成价值的氰基和卤原子很好地得到了保留,有利于进一步的合成研究，并且，位阻效应也不明显，各种位置的醛均有良好的收益率。但是，该反应也有缺陷，给电子基团会明显降低产物的收益率，而且三价铑不易制取，价格昂贵，反应时若温度过高，三价铑很容易转换为一价铑而失去催化作用。

多硝基芳香化合物的氧化胺化是目前的一个热门研究课题^[7]，使用的氧化胺化法是以高锰酸钾或双氧水等作为氧化剂，液态氨作为胺化剂，在-33℃条件下完成带硝基芳香烃的氧化胺化反应。该反应的副产物是水，对环境无任何坏处，这是其最大的优点，而且，该反应所用的胺化剂是液氨，廉价易得，运输也方便。但是，该方法的反应条件十分苛刻，需要创造-33℃的环境，而且反应的选择性比较差。虽然可以用二甲亚砜与NH₃(25%～28%)的混合溶液为胺化剂,在反应进行的过程中不断补充氨气，来使3-硝基吡啶在20～50℃的反应条件下完成氧化胺化，使收益率提高，但还是解决不了选择性问题。

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