新型負(fù)載固體酸催化劑的制備及催化1,5-苯并二氮雜卓化合物的合成.pdf

1、近年來(lái)，負(fù)載催化劑在有機(jī)合成和化工生產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍。負(fù)載催化劑是具有廣泛的原料適應(yīng)性、對(duì)環(huán)境友好、能提高經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)勢(shì)的綠色催化劑，它克服了傳統(tǒng)的液體催化劑副產(chǎn)物多、產(chǎn)品質(zhì)量不易控制、污染環(huán)境等缺點(diǎn)。因此，科研工作者開(kāi)發(fā)新型的負(fù)載催化劑已成為重要的課題。另外，順磁性納米磁性催化劑因其催化活性高，比表面積大，便于磁性分離等優(yōu)勢(shì)也受到了廣泛的關(guān)注和研究。1，5-苯并二氮雜卓類化合物是一類重要的具有生理活性和藥理活性的七元含氮雜環(huán)化合物

2、，在藥物研發(fā)中具有廣闊的應(yīng)用前景。長(zhǎng)期以來(lái)，本課題組許多成員一直致力于1，5-苯并二氮雜卓化合物的合成及抑菌活性研究，發(fā)展了多種合成1，5-苯并二氮雜卓化合物的方法。鑒于此，本文制備了五種新穎的二氧化硅負(fù)載固體酸催化劑和五種磁性納米負(fù)載催化劑，經(jīng)系列表征后，應(yīng)用于催化1，5-苯并二氮雜卓類化合物的合成反應(yīng)中，表現(xiàn)出了反應(yīng)時(shí)間短，催化效率高和能夠循環(huán)使用等優(yōu)勢(shì)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以二氧化硅為載體，固體有機(jī)酸為活性組分制備了

3、五種負(fù)載催化劑。五種固體有機(jī)酸包括固體超強(qiáng)酸（對(duì)甲苯磺酸），路易斯酸（三氟磺酸鈰），雜多酸（磷鉬酸），氨基酸(L-脯氨酸）和羥基酸(L-扁桃酸)。通過(guò)紅外，固體粉末衍射，掃描電鏡，能譜和比表面測(cè)試進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，證明了固體有機(jī)酸成功負(fù)載在載體二氧化硅表面。對(duì)催化劑可能的負(fù)載機(jī)理進(jìn)行了推測(cè)和分析。⑵納米磁性負(fù)載催化劑以磁性納米γ-Fe2O3為磁核，二氧化硅為磁基體保護(hù)材料，在二氧化硅表面負(fù)載有機(jī)固體酸。其中固體有機(jī)酸包括路易斯酸（三氟磺酸

4、鈰，三氯化鈰，氯化鈷），氨基酸（L-脯氨酸）和羥基酸(L-扁桃酸)。催化劑采用紅外，固體粉末衍射，掃描電鏡，透射電鏡，能譜，比表面測(cè)試和磁性測(cè)試進(jìn)行了表征，成功制備了磁性納米負(fù)載催化劑。⑶將制備的五種二氧化硅負(fù)載催化劑催化一步法合成25種7位取代的2-取代苯基-3-酯基-4-甲基-1，5-苯并二氮雜卓化合物。以取代的鄰苯二胺，取代的苯甲醛和乙酰乙酸乙酯為原料，乙醇為綠色溶劑，重點(diǎn)研究了負(fù)載催化劑對(duì)反應(yīng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該反應(yīng)以Ce(

5、OTf)3-SiO2為最優(yōu)催化劑，高效催化合成雜卓化合物，產(chǎn)率為95％。負(fù)載催化劑Ce(OTf)3-SiO2不僅催化活性高，而且穩(wěn)定性強(qiáng)。最后對(duì)合成的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了研究。⑷將制備的五種磁性納米負(fù)載催化劑催化合成2-噻吩基-4-苯基-1，5-苯并二氮雜卓化合物。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，五種催化劑均具有較高的催化活性。其中γ-Fe2O3@SiO2-L-脯氨酸催化劑催化合成目標(biāo)化合物的時(shí)間短，產(chǎn)率達(dá)到92％。因此γ-Fe2O3@SiO2-L-脯氨酸為本