微波辐射下酸性离子液体促进氧杂蒽二酮类衍生物的合成

以芳香醛和1,3-环己二酮或5,5-二甲基-1,3-环己二酮为原料,在微波辐射条件下,酸性离子液体[bmim]HSO4作催化剂,合成了一系列的氧杂蒽二酮类衍生物。该方法具有操作简便、反应时间短、产率较高、反应体系对环境友好、催化剂可回收重复使用等优点。     

磺酸功能化胆碱的制备及其在吲唑并[2,1-b]酞嗪-1,6,11-三酮合成中的应用

以氯化胆碱为主要原料,制备了一种环境友好型催化剂——磺酸功能化胆碱。在磺酸功能化胆碱用量10%、反应温度80℃的条件下,不同取代基芳香醛与5,5-二甲基-1,3-环己二酮(或1,3-环己二酮)和邻苯二甲酰肼在水相中顺利完成3组分"一锅煮"反应,以83%～95%的产率合成了一系列目标化合物。该方法反应条件温和,底物普适性和官能团兼容性优良,后处理操作简便,催化剂重复利用6次后仍保持较高的催化活性,符合绿色化学与清洁生产的发展理念。     

1-苯基-5-庚炔酮肟及其衍生物的合成(Ⅰ)

以2-甲基-1,3-环己二酮为原料,经过三氟甲磺酰化、开环、肟基化、醚化等反应合成1-苯基-5-庚炔酮肟及其2个衍生物,并通过1 HNMR、13 CNMR、IR、元素分析对它们的结构进行了表征。     

2,2＇-亚甲基双（1,3-环己二酮）的制备

以水为溶剂,1,3-环己二酮与甲醛和二甲胺进行Mannich反应,生成2-亚甲基（1,3-环己二酮）,该生成物进而与1,3-环己二酮经Michael缩合,得到2,2＇-亚甲基双（1,3-环己二酮）粗产物,将其采用弱碱中和的简单分离方法进行提纯,所得最终产物中2,2＇-亚甲基双（1,3-环己二酮）纯度为99.8%（质量分数）,收率为92.8%;考察了反应温度、时间、pH及提纯用碱的种类对反应产物收率和纯度的影响;最佳制备条件为：20℃、2.5 h、pH=6、弱碱NaHSO3中和,整个制备过程操作简单,成本较低.     

2,2′-亚甲基双(1,3-环己二酮)的制备

以水为溶剂,1,3-环己二酮与甲醛和二甲胺进行Mannich反应,生成2-亚甲基(1,3-环己二酮),该生成物进而与1,3-环己二酮经Michael缩合,得到2,2′-亚甲基双(1,3-环己二酮)粗产物,将其采用弱碱中和的简单分离方法进行提纯,所得最终产物中2,2′-亚甲基双(1,3-环己二酮)纯度为99.8%(质量分数),收率为92.8%;考察了反应温度、时间、pH及提纯用碱的种类对反应产物收率和纯度的影响;最佳制备条件为:20℃2、.5 h、pH=6、弱碱NaHSO3中和,整个制备过程操作简单,成本较低。     

2,2''''-亚甲基双(1,3-环己二酮)的制备

以水为溶剂,1,3-环己二酮与甲醛和二甲胺进行Mannich反应,生成2-亚甲基(1,3-环己二酮),该生成物进而与1,3-环己二酮经Michael缩合,得到2,2'-亚甲基双(1,3-环己二酮)粗产物,将其采用弱碱中和的简单分离方法进行提纯,所得最终产物中2,2'-亚甲基双(1,3-环己二酮)纯度为99.8%(质量分数),收率为92.8%;考察了反应温度、时间、pH及提纯用碱的种类对反应产物收率和纯度的影响;最佳制备条件为20℃、2.5 h、pH=6、弱碱NaHSO3中和,整个制备过程操作简单,成本较低.     

SO42-/TiO2-SnO2固体超强酸催化合成季戊四醇双缩1,4-环己二酮

以1.4-环己二酮和季戊四醇为原料,在固体超强酸催化和无溶剂条件下合成了1.4-环己二酮双缩季戊四醇.在反应温度160℃～180℃条件下,研究了催化剂用量、摩尔配比、反应时间对催化反应的影响.实验结果表明,催化剂用量是总反应物总质量的8％,季戊四醇与1.4-环己二酮的摩尔比为1∶2.4,反应时间3h,产率可达75％.     

NKC-9型树脂催化合成单新戊二醇缩1,4-环己二酮

以阳离子交换树脂为固体酸催化剂,新戊二醇与1,4-环己二酮在二氯甲烷溶剂中脱水缩合合成了单新戊二醇缩1,4-环己二酮(单缩酮).实验考察了不同类型阳离子交换树脂的催化效果,结果表明,NKC-9型树脂具有良好的催化作用.通过单因素分析及正交试验,获得了该催化剂催化合成单新戊二醇缩1,4-环己二酮的最佳条件:在二氯甲烷溶液中,于25℃和反应液浓度为1.3mol˙L-1,催化剂用量为反应物总质量的15.40%,反应110 min,新戊二醇的转化率达94%,所得目标产物单缩酮收率达74.8%,气相色谱测定其纯度为96%.通过红外光谱分析、核磁共振谱图分析验证了所合成的产物为目标产物单缩酮.与传统酸性催化剂相比,采用树脂NKC-9作为反应催化剂不仅提高了反应收率,简化了反应工艺流程,无酸腐蚀和污染问题,且催化剂无需处理可重复使用多次.     

磺酸功能化壳聚糖催化合成氧杂蒽二酮衍生物

壳聚糖是自然界中储量仅次于纤维素的生物质资源,具有价廉、无毒、可生物降解等优点。由于其分子中含有氨基和羟基等活性位点,易于通过简单的化学修饰来制备环境友好型催化剂。采用壳聚糖与氯磺酸的磺化反应,制备了磺酸功能化壳聚糖的固体酸性催化剂,在无溶剂条件下催化芳香醛和5,5-二甲基-1,3-环己二酮(或1,3-环己二酮)反应合成了一系列氧杂蒽二酮衍生物,产率达84%~96%。该方法对环境友好、操作简单,且催化剂易于分离和回收使用,符合绿色化学的要求。     

1-苯基-5-庚炔酮肟及其衍生物的合成（Ⅱ）

以2-甲基-1,3-环己二酮为原料经三氟甲磺酰化、开环、肟基化、醚化等反应合成得到了1-苯基-5-庚炔酮肟及其衍生物,每一步反应的收率均在90oA以上。用IR、1HNMR、13CNMR、元素分析对反应中间体和产物进行了结构表征。     

2-甲基间苯二酚的制备

叙述了以1,3-环己二酮为起始原料,与甲醛、二甲胺等反应合成2-甲基间苯二酚的方法。总收率62.7%(以1,3-环己二酮计),含量98.5%。     

1,3-二甲基-2-咪唑啉酮的制备

以乙二胺、尿素、甲醛和甲酸为原料,经过环化和甲基化反应制得目标产物1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(1,3-DMI)。通过红外、核磁对其结构进行了确证。考察了溶剂、原料浓度、原料摩尔比、反应温度和时间、催化剂对制备(1,3-DMI)收率的影响。较佳工艺条件为:制备2-咪唑啉酮时,以水-乙二醇混合作溶剂;制备1,3-DMI时,甲醛(36%)∶甲酸(85%)摩尔比为1∶2.8,反应温度95~100℃,反应时间16 h,氯化亚铜和三乙胺作催化剂,用量分别是2-咪唑啉酮摩尔数的1.0%。总收率达到71%,纯度为98.5%。     

单质碘催化合成缩醛（酮）

以单质碘为催化剂,对以乙酰乙酸乙酯、环己酮、丁酮、苯甲醛和正丁醛与二元醇(乙二醇,1,2-丙二醇)为原料合成了2-甲基-2-乙氧羰甲基-1,3-二氧环戊烷、2,4-二甲基-2-乙氧羰甲基-1,3-二氧环戊烷、环己酮乙二醇缩酮、环己酮1,2-丙二醇缩酮、丁酮乙二醇缩酮、丁酮1,2-丙二醇缩酮、2-苯基-1,3-二氧环戊烷、4-甲基-2-苯基-1,3-二氧环戊烷、2-丙基-1,3-二氧环戊烷、4-甲基-2-丙基-1,3-二氧环戊烷10个缩醛(酮)的反应条件进行了研究,较系统地研究了醛或酮与二元醇摩尔比、催化剂用量、反应时间诸因素对收率的影响.结果表明,在n(醛或酮):n(乙二醇或1,2-丙二醇)=1:1.3,催化剂的用量占反应物料总质量的0.4%,反应时间为40～60 min条件下,10种缩醛(酮)的收率为45.2%～92.2%.     

3-(3,4-亚甲基二氧苯基)-5-苯基异噁唑啉的合成

以3,4-亚甲基二氧苯甲醛为起始原料,经缩合、氯化和1,3-偶极环加成三步反应合成3-(3,4-亚甲基二氧苯基)-5-苯基异噁唑啉(3),其中第一、二步反应分别得到相应的肟(1)和氯代肟(2),第三步经氯代肟与三乙胺反应生成的腈氧化合物再与苯乙烯发生1,3-偶极环加成生成异噁唑啉。研究了三乙胺的用量和反应温度对反应的影响,在较好条件下,以氯代肟为基准,第三步1,3-偶极环加成得3-(3,4-亚甲基二氧苯基)-5-苯基异噁唑啉(3)的收率为92%。     

La(OTf)_3催化合成2,2-二甲基-1,3-二噁烷-4,6-二酮

研究了在三氟甲基磺酸镧(La(OTf)3)的催化条件下,以丙二酸和丙酮为原料,乙酸酐为缩合剂合成了2,2-二甲基-1,3-二噁烷-4,6-二酮。考察了酸酮摩尔比、反应温度、反应时间及催化剂用量等因素对反应的影响。确定了其最佳反应条件为:取0.1 mol丙二酸,n(丙二酸)∶n(丙酮)=1.0∶1.1(mol/mol),催化剂用量为0.2 g/0.1 mol丙二酸,反应温度30℃,反应时间为3.0 h,在上述反应条件下,产品收率可达77.1%。     

反相高效液相色谱法测定1,3-环己二酮

采用高效液相色谱法,使用XDB-C_(18)柱和紫外检测器,对试样进行分离和定量分析。结果表明,1,3-环己二酮的线性相关系数为0.999 9,变异系数为0.48%,平均回收率为99.94%。实验证明,在所采用的色谱条件下,1,3-环己二酮以烯醇式结构存在,增加流动相的酸度,能有效改善1,3-环己二酮色谱峰的对称性。     

MCM-41分子筛负载磷钨钼酸催化合成缩醛(酮)

以MCM-41分子筛负载磷钨钼杂多酸H3PW6Mo6O40为催化剂,以不同的酮或醛(乙酰乙酸乙酯、环己酮、丁酮、苯甲醛和正丁醛)和二元醇(乙二醇、1,2-丙二醇)为原料,合成不同的缩醛(酮)化合物(2-甲基-2-乙氧羰甲基-1,3-二氧环戊烷、2,4-二甲基-2-乙氧羰甲基-1,3-二氧环戊烷、环己酮乙二醇缩酮、环己酮1,2-丙二醇缩酮、丁酮乙二醇缩酮、丁酮1,2-丙二醇缩酮、2-苯基-1,3-二氧环戊烷、4-甲基-2-苯基-1,3-二氧环戊烷、2-丙基-1,3-二氧环戊烷和4-甲基-2-丙基-1,3-二氧环戊烷),考察了醛或酮与二元醇摩尔比、催化剂用量和反应时间对缩醛(酮)收率的影响.结果表明,较合适的反应条件为醛或酮与二元醇摩尔比为1∶1.5,催化剂的用量为反应物料总质量的0.2%,反应时间45 min.在此条件下,缩醛(酮)的收率为46.8%～88.5%.     

无溶剂固相合成3,3,6,6-四甲基-9-芳基-1,8-二氧代-1,2,3,4,5,6,7,8-八氢化氧杂蒽

以芳香醛和5,5-二甲基-1,3-环己二酮为原料,以磷磺酸作为催化剂固相合成了6个氧杂蒽二酮类衍生物。结果表明,在催化剂用量为5%,反应温度为120℃,反应时间为45 min时该方法产物产率可达89%~94%。方法具有产率高、操作简单、反应时间短和绿色环保等优点。     

间苯二酚还原制备1,3-环己二酮的连续流技术开发

针对间苯二酚釜式加氢反应中存在的安全隐患显著、返混严重等问题,研究了间苯二酚通过连续流反应技术催化加氢合成1,3-环己二酮。结果表明,金属催化剂的催化性能大小为Pd>Ru>Ni;以5%Pd/C粉末催化剂为例,将反应器从釜式反应器转移至固定床反应器明显抑制了过度还原副产物的生成,可实现反应选择性>99.9%;Pd负载的颗粒催化剂比起粉末催化剂展现出更好的稳定性,使用5%Pd/Al₂O₃颗粒催化剂在415 min内可得到1,3-环己二酮的质量分数为63.2%的气体,并可通过水洗实现催化剂再生,连续加氢工艺操作简单、安全、高效。     

TiO_2负载磷钨杂多酸催化剂催化合成缩醛(酮)

以TiO2负载磷钨杂多酸(H3PW12O40/TiO2)为催化剂,对以乙酰乙酸乙酯、环己酮、丁酮、苯甲醛和正丁醛与二元醇(乙二醇,1,2-丙二醇)为原料合成2-甲基-2-乙氧羰甲基-1,3-二氧环戊烷、2,4-二甲基-2-乙氧羰甲基-1,3-二氧环戊烷、环己酮乙二醇缩酮、环己酮1,2-丙二醇缩酮、丁酮乙二醇缩酮、丁酮1,2-丙二醇缩酮、2-苯基-1,3-二氧环戊烷、4-甲基-2-苯基-1,3-二氧环戊烷、2-丙基-1,3-二氧环戊烷、4-甲基-2-丙基-1,3-二氧环戊烷10个缩醛(酮)的反应条件进行了研究。较系统地研究了醛或酮与二元醇摩尔比、催化剂用量、反应时间诸因素对收率的影响。结果表明,在n(醛或酮)∶n(乙二醇或1,2-丙二醇)=1∶1.5,催化剂的用量占反应物料总质量的1.25%,反应时间为1 h条件下,10种缩醛(酮)的收率为45.2%~92.2%。