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哈爾濱學(xué)院本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 1 摘 要 有機(jī)合成反應(yīng),尤其是固體物質(zhì)參與的反應(yīng),通常使用有機(jī)溶劑作為介質(zhì),但反應(yīng)過程中所用的有機(jī)溶劑極易對環(huán)境造成污染。近年來受到重視的無溶劑反應(yīng),避免了使用有機(jī)溶劑,這樣不僅減少了對環(huán)境的污染、簡化了反應(yīng)操作和后處理過程、縮短了反應(yīng)時間、降低了生產(chǎn)成本、而且往往還具有收率高、選擇性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),因此作為實(shí)現(xiàn) “ 綠色化學(xué) ”的一個重要途徑越來越引起人們的關(guān)注。 本文使用的球磨法就是無溶劑法 中 重要的方法之一。 查爾酮是重要的有機(jī)合成中間體,其化學(xué)結(jié)構(gòu)為 1, 3二苯基丙烯酮 ,它是一種存在于甘草、紅花等藥用植物中的天 然化合物。因此具有生物活性,如抗腫瘤活性、抗寄生蟲病、抗病毒等,是一類研究價值很高的化合物,所以其制備方法備受關(guān)注。 雖然查爾酮的合成已有很多成功的報(bào)道,但對含硝基的醛、酮縮合研究較少,大多采用反應(yīng)時間長、產(chǎn)率低的傳統(tǒng)方法。 本文介紹了 無溶劑法的概念 及其具體 方法, 查爾酮 類化合物的合成方法 以及 應(yīng)用的研究現(xiàn)狀。在無溶劑條件下利用氫氧化鈉和碳酸鉀混合堿作為催化劑,利用研磨技術(shù)促進(jìn)反應(yīng)合成,并通過實(shí)驗(yàn)比較了 查爾酮 類化合物的經(jīng)典合成方法和 無溶劑法中的 球磨法 ,結(jié)果表明用 球磨 法制備該類化合物產(chǎn)率較高 、 時間較短、操作較容易、 選擇性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞: 球磨法 ; 查爾酮; 鄰硝基查爾酮 ;制備 哈爾濱學(xué)院本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 2 Abstract In anic synthesis reactions, particularly solid substances in the reaction, anic solvents are used as a medium. But the reaction solvents in the reaction progress are easy to pollute the environment. In recent years,solventfree reaction which has been taken into account, avoiding the use of anic solvents, will reduce the environment pollution, simplify the operation and the treatment process following , shorten the response time, lessen the cost of production. It has the advantage including high yield and strong selectivity. It is an important way to achieve green chemistry. It attracts people’s attention increasingly. This paper used with ball milling method is one important of the solventfree methods. Chalcone is an important anic synthesis intermediate, and its chemical structure is 1, 3diphenyl ketone propylene. It is a type of natual pound which presents in licorice, safflowers and other medicinal plants of the natural pounds. Therefore, it has biological activity, such as antitumor activity, antiparasitic diseases, antivirus and so on. It has very high value of study, so the method of preparation chalcone attracts a lot of attention. Although the synthesis of chalcone has been reported successfully, the condersation of aldehyde with nitro group ketone is studied less. The reaction they adopt is traditional. It costs too much time and has a low yield. This paper introduces the concept of solventfree method and anic synthesis reactions methods, the synthesis and application of chalcones pounds about recent report. In the condition of solventfree, chalcones were synthesized through using the mixed alkali containing sodium hydroxide and potassium carbonate as catalyst and grinding technology. And we did the experiments to pare the classical synthetic method of chalcones pounds with nosolvent method. The result shows that the solventfree preparation of such pounds by the solventfree method, had many advantages including higher yields, shorter time, easier operation, better selectivity. Keywords: Ball milling method。 Chalcone。 2nitrochalcone。 Preparation 哈爾濱學(xué)院本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 3 前 言 無溶劑 有機(jī)合成 法是近些年 新興起的綠色化學(xué)中的一種方法, 它避 免了使用有機(jī)溶劑,這樣既減少了對環(huán)境的污染,簡化了反應(yīng)操作和后處理過程,縮短了反應(yīng)時間,降低了生產(chǎn)成本,而且往往還具有收率高、選擇性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。無溶劑法主要采取以下幾種方式:( 1)有些反應(yīng)只需要加熱,靜置,攪拌混合即可進(jìn)行;( 2)用研缽研磨,起粉碎,加壓,混合作用,用球磨機(jī)或高速振動粉碎等強(qiáng)力機(jī)械方法以及用超聲波照射使反應(yīng)進(jìn)行等機(jī)械方法;( 3)用光照射使反應(yīng)進(jìn)行;( 4) 在干燥器中進(jìn)行反應(yīng)。 本文制取查爾酮所使用的球磨法 就 是其第二種方式。 查爾酮 是合成多種天然物的重要有機(jī)中間體, 查爾酮 及其衍生物是芳香醛酮發(fā)生交 叉羥醛縮合的產(chǎn)物,其化學(xué)名為 1, 3二苯基丙烯酮 。 查爾酮 類化合物廣泛存在于自然界中,以它為母體的化合物存在于甘草、紅花等多種天然植物體中。 由于其分子結(jié)構(gòu)具有較大的柔性,能與不同的受體結(jié)合,因此具有廣泛的生物 藥理 活性,如:抗腫瘤、抑制和清除氧自由基、抗菌、抗病毒、抗?jié)兒徒獐d等生物 藥理 活性。由于其顯著的生 物藥理 活性及獨(dú)特的可塑性結(jié)構(gòu),近年來已引起了科研工作者的濃厚研究興趣。 查爾酮結(jié)構(gòu)式如下: 1, 3二苯基丙烯酮 經(jīng)典的查爾酮衍生物的合成方法是以苯乙酮與苯甲醛在 酸 性溶液中縮合得到,用 含醋酸銨的醋酸 溶 液催化合成查爾酮的方法, 反應(yīng)時間一般較長 (約 3h) ,而且產(chǎn)率 也不 高 ;用強(qiáng)堿作催化劑 是目前實(shí)驗(yàn)室中最為常用的,但產(chǎn)品收率較低( 10%~ 70%),而且副產(chǎn)物多;有機(jī)金屬合成法制備簡單,提純方便,且可反復(fù)使用,缺點(diǎn)是反應(yīng)時間太長,產(chǎn)率不高 , 但與微波或超聲波結(jié)合后,反應(yīng)速度大大加快,產(chǎn)率也有很大提高,是一種新興的簡便合成查爾酮的方法。近年來,許多優(yōu)良的合成方法被逐一開發(fā)出來,合成手段也越來越多樣化。雖然查爾酮的合成已有很多成功的報(bào)道,但對含硝基的醛、酮縮合研究較少,大多采用反應(yīng)時間長,產(chǎn)率低的傳統(tǒng)方法。有機(jī)合成反應(yīng) ,尤其是固體物質(zhì)參與的反應(yīng),通常是用有機(jī)溶劑作介質(zhì),但反應(yīng)過程中所用的有機(jī)溶劑極易對環(huán)境造成污染。因此, 無溶劑法 作為實(shí)現(xiàn)“綠色化學(xué)”的一個重要途徑越來越引起人們的關(guān)注。 本文我們首先要介紹一下無溶劑法的概念 及其具體方法 , 查爾酮 類化合物的應(yīng)用和一些合成 查爾酮 類化合物的方法,并 驗(yàn)證 了 一下經(jīng)典的合成 查爾酮 的方法,然后用無溶劑法中的球磨法來合成 查爾酮 ,計(jì)算產(chǎn)率,更換催化劑反應(yīng)比例以求達(dá)到最佳,再用最佳比例制備 鄰硝基 查爾酮 類化合物,這是我們接下來要討論的問題。 O哈爾濱學(xué)院本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 4 第一章 文獻(xiàn) 概 述 無溶劑法 無溶劑有機(jī)合成概念 許多有機(jī)合成反應(yīng)可以在無溶劑條件下進(jìn)行,而球磨法則是其中比較重要的一種。由于人口增長,生產(chǎn)發(fā)展 , 人類活動加劇,使地球生態(tài)環(huán)境受到的污染日趨嚴(yán)重,其中有許多問題與人類合成的化學(xué)物質(zhì)的生產(chǎn)和使用有關(guān), 20 世紀(jì) 90 年代興起的綠色化學(xué),力圖克服在生產(chǎn)和使用化學(xué)物質(zhì)的過程中對環(huán)境造成的污染。在有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的合成過程中使用有機(jī)溶劑是較普遍的,這些有機(jī)溶劑散失到環(huán)境中時,就會對生態(tài)環(huán)境造成污染。許多國家的化學(xué)研究者創(chuàng)造并研究了許多取代傳統(tǒng)有機(jī)溶劑的綠色化學(xué)方法,如以水為介質(zhì) 、以超臨界流體為溶劑 [1] 、 以室溫離子液體為溶劑等方法 [2],而最徹底,最經(jīng)濟(jì)使用的方法是完全不用溶劑的無溶劑有機(jī)合成。 其實(shí)從前也并不是沒有無溶劑有機(jī)合成反應(yīng),許多氣體或液體參加的反應(yīng)就是在無溶劑條件下進(jìn)行的,但是明確地 、 有意識的提出“無溶劑有機(jī)合成”概念還是 20 世紀(jì) 90 年代,無溶劑有機(jī)合成是綠色化學(xué)中的一個新概念 、 新提法。 無溶劑有機(jī)合成的優(yōu)點(diǎn) 由于反應(yīng)過程中完全不用溶劑,徹底克服了反應(yīng)過程中溶劑對環(huán)境造成的污染;不用溶劑,有利于降低生產(chǎn)成本;無溶劑合成為反應(yīng)提供了與傳統(tǒng)溶劑不同的新的分子環(huán)境,有可能使反應(yīng)的選 擇性 、 轉(zhuǎn)化率得到提高;可使產(chǎn)物的分離提純過程變 得 較容易進(jìn)行。如有的反應(yīng)完成后用少量水或有機(jī)溶劑洗凈即可;有的反應(yīng)當(dāng)加入計(jì)量比的反應(yīng)物,且轉(zhuǎn)化率達(dá)到 100%時得到的是單一的純凈產(chǎn)物,不必 再 進(jìn)行分離提純。因此無溶劑有機(jī)合成反應(yīng)當(dāng)成為選擇反應(yīng)介質(zhì)時首先加以考慮的方法,值得大力加以研究