Fe(OTf)_3催化下无溶剂合成喹啉、氧杂蒽和双吲哚甲烷衍生物

【摘要】：铁催化反应是目前有机化学合成研究的热点之一，相对金、银、钯等贵金属催化剂而言，铁盐催化剂具有价格低廉，无毒，更容易制备和对环境友好等特点。近几年，铁催化的合成反应日益受到关注。本论文所涉及的工作将围绕铁催化反应这一课题进行，共分为四部分： 第一部分介绍了绿色化学的概念，铁催化剂的优点，铁催化反应的类型以及本论文的创新点和研究方法。 第二部分研究了对胺、醛、炔烃一锅法合成喹啉条件的优化，以期寻找一种更加绿色、高效的催化体系。最终我们发现三氟甲磺酸铁Fe(OTf)3是一种具有优良催化性能的路易斯酸，它能在空气和水中稳定存在，且不吸潮。我们使用5%催化量的Fe(OTf)3结合无溶剂条件得到一系列喹啉化合物。此方法大大缩短了反应的时间（3h），且环境友好不需使用大量的有毒溶剂，值得一提的是催化剂Fe(OTf)3可以从反应体系中回收，且在经过三次催化周期之后，催化性能并没有明显地降低。 第三部分研究了在无溶剂条件下，以三氟甲磺酸铁为催化剂，利用β-萘酚和醛的缩合反应合成了一系列的氧杂蒽类化合物。最佳的反应温度为60oC，且只需2-4小时即可反应完全。该反应具有原料廉价易得，催化剂价格便宜，环境友好且容易回收，操作简单，反应条件温和，反应效率和收率较高等优点，为制备氧杂蒽衍生物提供了一条绿色、高效地合成方法。 第四部分研究了无溶剂条件下，三氟甲磺酸铁促进的吲哚和醛的缩合反应，合成了一系列的双吲哚甲烷化合物。实验结果表明不管吸电子基团还是供电子基团的醛与吲哚都能够很好地转化，得到较高收率的双吲哚烷基化合物。并且该反应具有原料和催化剂廉价易得，催化剂容易回收，环境友好，操作简单，产率高等优点，符合绿色化学的原则。 【关键词】：铁 无溶剂 绿色化学 喹啉 氧杂蒽 双吲哚甲烷
【学位授予单位】：江苏师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：O626
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-11
• 第一章 绪论11-27
• 1.1 绿色化学概述11-12
• 1.2 铁催化剂简介12-19
• 1.2.1 加成反应13-14
• 1.2.2 取代反应14-15
• 1.2.3 氧化反应15-17
• 1.2.4 还原反应17
• 1.2.5 环重排反应17-18
• 1.2.6 环加成反应18-19
• 1.3 本文的创新点19-20
• 1.4 研究方法20
• 1.5 参考文献20-27
• 第二章 Fe(OTf)_3催化的无溶剂合成喹啉衍生物27-55
• 2.1 导言27-28
• 2.2 喹啉衍生物的合成方法及研究进展28-33
• 2.2.1 单取代苯胺为单元合成喹啉（Route I)29-30
• 2.2.2 邻取代苯胺为单元合成喹啉（Route II）30
• 2.2.3 合成方法的改进和研究进展30-33
• 2.3 结果与讨论33-41
• 2.3.1 催化剂的筛选33-34
• 2.3.2 反应溶剂、温度和催化剂用量的筛选34-35
• 2.3.3 目标化合物的合成35-39
• 2.3.4 催化剂的回收研究39
• 2.3.5 可能的反应机理39-41
• 2.4 实验部分41-49
• 2.4.1 实验仪器和试剂41
• 2.4.2 催化剂的制备41
• 2.4.3 一般合成方法41
• 2.4.4 喹啉结构的确定与表征41-49
• 2.5 本章小结49-50
• 2.6 参考文献50-55
• 第三章 Fe(OTf)_3催化的无溶剂合成氧杂蒽衍生物55-67
• 3.1 导言55-56
• 3.2 氧杂蒽化合物的合成方法及研究进展56-58
• 3.3 结果与讨论58-61
• 3.3.1 催化剂的筛选58-59
• 3.3.2 反应溶剂、温度和催化剂用量的筛选59-60
• 3.3.3 目标化合物的合成60-61
• 3.4 实验部分61-62
• 3.4.1 实验仪器和试剂61
• 3.4.2 催化剂的制备61-62
• 3.4.3 一般合成方法62
• 3.5 本章小结62
• 3.6 参考文献62-67
• 第四章 Fe(OTf)_3催化的无溶剂合成双吲哚甲烷类衍生物67-81
• 4.1 导言67-68
• 4.2 双吲哚甲烷类化合物的合成方法及研究进展68-71
• 4.2.1 吲哚和醛酮的合成法68-70
• 4.2.2 吲哚和希夫碱的合成法70
• 4.2.3 吲哚和其他底物的合成法70-71
• 4.3 结果与讨论71-73
• 4.3.1 催化剂的筛选71-72
• 4.3.2 反应溶剂、温度和催化剂用量的筛选72-73
• 4.3.3 目标化合物的合成73
• 4.4 实验部分73-74
• 4.4.1 实验仪器和试剂73-74
• 4.4.2 催化剂的制备74
• 4.4.3 一般合成方法74
• 4.5 本章小结74
• 4.6 参考文献74-81
• 化合物的表征81-99
• 作者简历99-103
• 一、基本情况99
• 二、学术论文99-103
• 学位论文数据集103

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