【正文】 a2CO3能催化氰乙酸乙酯與查爾酮進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)。而且，在常規(guī)有機(jī)反應(yīng)中溶劑用量一般為原料 50～100 倍，有機(jī)溶劑的毒性、強(qiáng)揮發(fā)性和難以回收又成為對(duì)環(huán)境污染的主要因素；有機(jī)溶劑的易燃易爆又可能造成反應(yīng)的不安全；同時(shí)，有機(jī)溶劑一般較為昂貴，由于反應(yīng)中的大量使用，提高了反應(yīng)的合成成本。因?yàn)楣曹椥?yīng)使共軛體系中的電子云密度平均化，結(jié)果使原來(lái)的雙鍵略有伸長(zhǎng)（電子云密度降低）、力常數(shù)減少，使其吸收頻率往往向低波數(shù)方向移動(dòng)。由以上確定的最佳物料配比和最優(yōu)溶劑，最后確定反應(yīng)最佳溫度。為了確定合理的催化劑用量。通過(guò)控制其中三個(gè)變量改變一個(gè)變量的方法來(lái)平行實(shí)驗(yàn)，最終選擇最優(yōu)方案。精品可通過(guò)柱層析進(jìn)一步分離和提純。通常把能夠形成親核性碳負(fù)離子的化合物叫做給予體,而把親電的α,β不飽和共軛體系稱為接受體。合成路線為: Scheme 7 2008年黨珊[26]等報(bào)道了以未保護(hù)羥基的取代鄰羥基查爾酮(1a～1e)和取代苯甲醛(2f, 2 j, 2 l, 2p, 2 t)為原料,在稀NaOH /乙醇溶液中,室溫反應(yīng),合成了23種2′ 羥基查爾酮(3a～3w,其中3d～3w為新化合物) ,收率48%～90%。2007年朱鳳霞等[20]報(bào)道了用NaOH作催化劑、無(wú)水乙醇作溶劑,在微波輻射條件下使乙酰基二茂鐵與芳醛發(fā)生縮合反應(yīng)以制備9個(gè)二茂鐵基查爾酮衍生物。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(lái)引起了化學(xué)工作者的研究興趣。因而，這一類的化合物在非線性光學(xué)材料方面具有廣泛的應(yīng)用前景。微波干法反應(yīng)的產(chǎn)率在90%～98%之間,而一般溶劑反應(yīng)的產(chǎn)率在57%～82%之間。合成路線為： Scheme 92006年廖頭根[29]等報(bào)道了以3, 5 二羥基苯甲酸為原料,分別經(jīng)酯化、甲氧甲基保護(hù)或甲基化、酰肼化、氧化、醛酮縮合、脫保護(hù)基、O基化或O異戊烯基化等步驟,以5. 6%～46%的總收率合成了8個(gè)未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的查爾酮類化合物。在許多的有機(jī)反應(yīng)中，特別是在催化反應(yīng)當(dāng)中，離子液體催化體系都表現(xiàn)出了很高的活性和選擇性。此外，薄層色譜法還可用來(lái)跟蹤有機(jī)反應(yīng)及進(jìn)行柱色譜之前的一種“預(yù)試”。而由表1，表2的實(shí)驗(yàn)5這三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)我們又可知道當(dāng)A反應(yīng)原料過(guò)量時(shí)反應(yīng)的產(chǎn)率同樣變化不大。因此：在氮雜查爾酮合成中催化劑碳酸鈉在8mmol是最佳，即物料配比為A:B:D=1::。 反應(yīng)條件最優(yōu)化 有上述原料配比、催化劑原料、反應(yīng)溶劑、反應(yīng)溫度的探索。（2）取代基取代基對(duì)這些查爾酮及氮雜查爾酮生成的反應(yīng)有一定的影響：供電子基團(tuán)取代基苯甲醛不利于合成反應(yīng)的進(jìn)行；吸電子基團(tuán)取代基苯甲醛有利于合成反應(yīng)的進(jìn)行。ExpExpExp9表明：H2O作溶劑在80oC時(shí)，Na2CO3無(wú)法催化丙二酸二乙酯與查爾酮進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)。其中NaOH產(chǎn)率最高，K2CO3次之。且在加入相轉(zhuǎn)移催化劑（PTC）后，Na2CO3催化效果有一定程度的提高。且加熱更有利反應(yīng)進(jìn)行；4. 碳酸鈉和相轉(zhuǎn)移催化劑組合或碳酸鉀和相轉(zhuǎn)移催化劑組合對(duì)氰乙酸乙酯、丙二腈和查爾酮進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)效果更好；5. 無(wú)論室溫或加熱條件下，碳酸鈉、碳酸鉀催化氰乙酸乙酯、丙二腈與查爾酮邁克爾加成反應(yīng)的產(chǎn)率都相對(duì)較低，不適合用于產(chǎn)品的合成。（1）反應(yīng)條件通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)表明：室溫下，K2CO3為催化劑、無(wú)溶劑固相研磨是一種較為理想的綠色合成方法。通過(guò)系列反應(yīng)對(duì)其條件及機(jī)理進(jìn)行了探討，優(yōu)化其反應(yīng)條件，在最優(yōu)化反應(yīng)條件下合成系列查爾酮、氮雜查爾酮及其加成產(chǎn)物，并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行光譜學(xué)分析。他不僅教會(huì)了我從事科研工作的科學(xué)方法，也教會(huì)了我許多生活和做人的道理。 由此可見(jiàn)，加強(qiáng)對(duì)此方面的研究對(duì)于一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益都具有著重要的影響意義。因此，查爾酮類化合物的合成及從天然產(chǎn)物中的分離提取一直是生物醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品等方面研究的重要領(lǐng)域。在本章中，我們研究了在盡量綠色、環(huán)境友好的條件下進(jìn)行查爾酮邁克爾加成反應(yīng)。在無(wú)溶劑固相研磨條件下，NaOH、Na2COK2CO3均能催化丙二腈與查爾酮進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)。且在加入相轉(zhuǎn)移催化劑（PTC）后，Na2CO3催化效果有一定程度的提高。ExpExp1Exp12表明：H2O作溶劑在80OC時(shí)，K2CO3也能催化氰乙酸乙酯與查爾酮進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)。并試圖通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)尋找到一種綠色有效的查爾酮邁克爾加成反應(yīng)條件。并試圖以此尋找出一條綠色，環(huán)保，無(wú)污染的查爾酮（氮雜查爾酮）的合成方法。當(dāng)溫度為150oC時(shí)，反應(yīng)所需的時(shí)間最短，但產(chǎn)率明顯下降?？紤]到催化劑的有效利用和經(jīng)濟(jì)性，在查爾酮合成中催化劑碳酸鈉在8mmol是最佳，即物料配比為A:B:D=1::。 為驗(yàn)證假設(shè)是否成立，現(xiàn)設(shè)計(jì)探索方法如下： 由于苯甲醛，3硝基苯甲醛，4硝基苯甲醛，4溴苯甲醛，我們選用具有代表性的苯甲醛與苯乙酮反應(yīng)。（具體根據(jù)薄層色譜分析/TLC來(lái)判斷原料氫化物是否反應(yīng)完全以及反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性）。在邁克爾加成反應(yīng)中,常用的堿有氫氧化鈉(鉀)、乙醇鈉、叔丁醇鉀、氨基鈉等強(qiáng)堿和三乙胺、六氫吡啶等弱堿。 二甲氧基2二氫查爾酮的全合成,總收率40%。反應(yīng)路線為：Scheme 42007年劉興利[22]等報(bào)道了以硝基苯乙酮和取代苯甲醛為原料,在微波輻射無(wú)溶劑條件下,以理想的產(chǎn)率得到9個(gè)查爾酮。同時(shí)，它還可作為抗生素、抗瘧疾的藥物成分。因此，查耳酮化合物在醫(yī)藥化學(xué)方面有廣泛的用途。操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)速度快、產(chǎn)率高,是一種合成查爾酮的好方法。目標(biāo)產(chǎn)物具有抗氧化性。 2003年Shimizu,，效果也不是很理想。反應(yīng)結(jié)束后靜置加冰冷卻結(jié)晶至有產(chǎn)物析出，將靜置液用抽濾瓶抽濾（在抽濾過(guò)程中可適當(dāng)加水沖洗）得到氮雜查爾酮產(chǎn)物，收集固體產(chǎn)品烘干。同時(shí)用氫氧化鈉做催化劑，EtOH作為溶劑，加熱反應(yīng)8小時(shí)。 同樣表4的變化趨勢(shì)與表3相似。而在100oC時(shí)，產(chǎn)率接近最高產(chǎn)率，反應(yīng)所需時(shí)間也在合理范圍內(nèi)。同時(shí)，在最優(yōu)反應(yīng)條件下，通過(guò)比較系列查爾酮（氮雜查爾酮）的合成效果，來(lái)對(duì)比供電子基團(tuán)取代基與吸電子基團(tuán)取代基在此合成反應(yīng)的影響。其反應(yīng)總的方程式為：Scheme 22 。但產(chǎn)率較低，隨催化劑用量的增加催化效果增強(qiáng)。同時(shí)，加熱有利于反應(yīng)的進(jìn)行。且4小時(shí)反應(yīng)產(chǎn)率均較高，其中NaOH產(chǎn)率最高，K2CO3次之。并在優(yōu)化反應(yīng)條件的基礎(chǔ)上，合成一系列的邁克爾加成產(chǎn)物。其中查爾酮的麥克爾加成反應(yīng)是其特征反應(yīng)之一。致 謝在本篇論文即將完成之際，首先向我的導(dǎo)師張澤老師表示誠(chéng)摯的謝意！張澤老師多年從事有機(jī)合成特別是醫(yī)藥中間體的合成方面的研究，在學(xué)術(shù)上大膽的創(chuàng)新、拼搏進(jìn)取。Seote, , 2:17851793.[31] , , , 1996, 13:781941[32]何文香,寧海峰,鄭旭煦,殷鐘意,[J].重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,3:0506[33]胡宏紋. 有機(jī)化學(xué):上冊(cè)[M] .第2 :高等教育出版社,1995. 379. 37 。在半年多時(shí)間的接觸中，給我留下了極為深刻的印象，時(shí)刻教育著我鼓舞著我。本論文旨在尋求一種綠色，環(huán)境友好的有機(jī)合成方式，研究了在查爾酮、氮雜查爾酮的合成及查爾酮為底物進(jìn)行的麥克爾加成反應(yīng)。對(duì)比了不同條件下，各不同取代基查爾酮和不同活潑亞甲基類化合物對(duì)邁克爾加成反應(yīng)的影響。而在室溫下該邁克爾加成反應(yīng)卻無(wú)法發(fā)生；3. 無(wú)論室溫、加熱條件下，碳酸鈉、碳酸鉀均能催化丙二腈和查爾酮進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)。但產(chǎn)率較低，隨催化劑用量的增加催化效果增強(qiáng)。而Exp1Exp1Exp15表明：在無(wú)溶劑（即固相研磨）條件下，25oC時(shí)NaOH、Na2COK2CO3均能催化氰乙酸乙酯與查爾酮進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)，且4小時(shí)產(chǎn)率較高。由ExpExpExp6可以看出： H2O作溶劑在25oC時(shí)，K2CO3同樣無(wú)法催化丙二酸二乙酯與查爾酮進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)。（1）反應(yīng)條件通過(guò)以上探索，我們得到最佳的綠色合成條件為，物料配比原料A：原料B：催化劑D=1::，同時(shí)，碳酸鈉為催化劑，水作溶劑在100oC條件下反應(yīng)。 綜上所述：查爾酮和氮雜查爾酮合成的最佳反應(yīng)溫度為100oC。催化劑從8mmol增加到12mmol時(shí)，反應(yīng)完全所需要的時(shí)間仍在下降，但趨勢(shì)明顯減緩。因此，我們可以斷定B1,B2過(guò)量不會(huì)明顯改變反應(yīng)產(chǎn)率。（TLC）薄層色譜(Thin Layer Chromatography)又叫薄板層析，常用TLC表示，是色譜法中的一種，是快速分離和定性分析少量物質(zhì)的一種很重要的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，屬固—液吸附色譜，它兼?zhèn)淞酥V和紙色譜的優(yōu)點(diǎn)，一方面適用于少量樣品（幾到幾微克，）的分離；另一方面在制作薄層板時(shí)，把吸附層加厚加大，因此，又可用來(lái)精制樣品，此法特別適用于揮發(fā)性較小或較高溫度易發(fā)生變化而不能用氣相色譜分析的質(zhì)。 近年來(lái)，離子液體作為環(huán)境友好的溶劑和催化劑體系，其研究開(kāi)發(fā)利用已越來(lái)越受到世界各國(guó)催化界和石化行業(yè)界的密切關(guān)注，離子液體與傳統(tǒng)溶劑相比，具有一系列特性，如低蒸汽壓、寬液態(tài)溫區(qū)、與反應(yīng)物具有良好的相溶性、操作處理方便、可循環(huán)使用、分子具有可設(shè)計(jì)性、酸堿催化和相轉(zhuǎn)移催化等特性。方法具有反應(yīng)時(shí)間短操作簡(jiǎn)便、收率較好等優(yōu)點(diǎn)。(2)不受溶劑沸點(diǎn)、揮發(fā)性等因素影響,反應(yīng)可在較寬的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行；(3)反應(yīng)速度增大1337～4114倍,大大地縮短了反應(yīng)時(shí)間；(4) 目標(biāo)物的產(chǎn)率得到較大的提高。當(dāng)受到光波的照射后，電子在一定方向上發(fā)生移動(dòng)，產(chǎn)生超極化效應(yīng)；此時(shí)的π電子趨于離域，往往表現(xiàn)出較大的非線性光學(xué)效應(yīng)。如：Laliberte [4]；程桂芳，何克勤等在1996年報(bào)道了查爾酮的抗過(guò)敏性作用[5],表現(xiàn)了多種藥理作用。反應(yīng)時(shí)間只需0. 5～4 min,產(chǎn)率61% ～84%之間,操作簡(jiǎn)便。合成路線為： Scheme 8此外, 2007年楊金會(huì)[27]等報(bào)道了以2, 4, 6 三羥基苯乙酮和對(duì)羥基苯甲醛為起始原料,經(jīng)選擇性的甲基化,甲氧甲基化,羥醛縮合,還原,脫保護(hù)等反應(yīng)首次完成了2, 4 二羥基 439。一般用以下通式表示:其中,y代表能和C=C共軛的吸電子基團(tuán),如CHO,COR,COOR,CN和NO2等。216。 由該反應(yīng)方程式可知：該反應(yīng)原料的理論配比為A：B=1：1。我們選用原料A:B=1:，不同摩爾量的碳酸鈉（D），在EtOHH2O做溶劑中加熱反應(yīng)后，結(jié)果如下：苯甲醛與苯乙酮反應(yīng)情況如下表13：實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目A(苯甲醛)/mmolB1(苯乙酮)/mmol碳酸鈉/mmol反應(yīng)時(shí)間/h120214202202161532021812420211012520211211苯甲醛與吡啶酮反應(yīng)情況如下表14：實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目A(苯甲醛)/mmolB2(吡啶酮)/mmol碳酸鈉/mmol反應(yīng)時(shí)間/h12021423220216293202181442021101352021