【文章內(nèi)容簡介】 3CO C l 圖 14 1對氯苯基 1,4二氫 4氧 6甲基 3噠嗪羧酸鉀 由以上文獻(xiàn)可知 ，噠嗪酮類化合物具有廣泛的生物活性，當(dāng)噠嗪環(huán)上的取代基及其羰基位置不同時(shí)，其生物活性也不同。正是這一特征，使得對此類化合物的研究一直沒有間斷，從而為開發(fā)出新型結(jié)構(gòu)的先導(dǎo)化合物提供了很大的研究空間。 3(或 6)位取代噠嗪化合物 此類化合物包括類型很多，簡單的化合物如 3， 6二氯噠嗪 、 3氨基 6氯噠嗪等是合成農(nóng)藥、醫(yī)藥的重要原料。大量衍生以后的 3， 6位取代噠嗪化合物大多具有一定的生物活性，特別是 3， 6位芳基 (烷基 )噠嗪化合物和 3， 6位芳氧基 (烷氧基 )噠嗪化合物均具有很好的除草活性， 另外還有個(gè)別的該類化合物具有一定的殺菌活性。 一、 3(或 6)位芳基 (烷基 )取代的噠嗪化合物 這類化合物主要是指在噠嗪環(huán) 3位或者 6位上連有芳基 (烷基 )的噠嗪化合物。它在除草劑、殺菌劑、殺蟲劑等方面都有廣泛的研究。 1997年美國專利報(bào)道的一類新型除草劑（如圖 15），當(dāng) Rl=F， R2=R3=R4=R5=H， R6=Cl時(shí)，用量在 ，可對蒼耳屬植物，野生蕎麥的抑制率達(dá)到 90%[。 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）本科畢業(yè)論文 5 N NR3R2R1R4 R5R6 圖 15 野生蕎麥 抑制劑 二、 3(或 6)位芳氧基 (烷氧基 )取代的噠嗪化合物 這類化合物主要是指在噠嗪環(huán) 3位或者 6位上連有芳氧基 (烷氧基 )的噠嗪化合物 [3]。它在除草劑、殺蟲劑、殺菌劑等方面有廣泛的研究。從文獻(xiàn)看，此類化合物，特別是芳氧基噠嗪化合物在除草方面研究較為普遍。 2022年，報(bào)道了芳氧噠嗪氧丙酸酯類化合物 (例如圖 16)具有一定的除草活性，在 100ppm時(shí)，對油菜根抑制率可達(dá) %。 ON NO C O 2 C H 3 圖 16 芳氧噠嗪氧丙酸酯類化合物 稠環(huán)噠嗪類化合物 稠環(huán)噠嗪類化合物是指在噠嗪環(huán)上并上幾個(gè)苯環(huán)、芳環(huán)或雜環(huán)的一類衍生物。苯并噠嗪類化合物是最簡單的一類，具有一定的除草和殺菌活性。例如圖 17中的化合物 Ⅰ 具有除草活性，在 11b/acre用量時(shí)，可以徹底根治狐尾草?；衔?Ⅱ 具有殺菌活性，對雙球菌，四膜蟲等均有很好的活性 [14]。 NNC O O HNNP hO RⅠ Ⅱ 圖 17 具有除草和殺菌活性的化合物 氨基噠嗪 氨基噠嗪作為農(nóng)藥、醫(yī)藥領(lǐng)域一種重要的中間體，從上世紀(jì) 40年代以來人們對這類化合物的制 備方法進(jìn)行了大量的研究。最常用的就是鹵代噠嗪在氨水的直接作用下，通過高中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）本科畢業(yè)論文 6 溫高壓的方法來實(shí)現(xiàn)氨化 [7]，但條件及操作要求嚴(yán)格，反應(yīng)耗時(shí)較長，目前有人采用微波法來合成，取得了不錯成果，大大促進(jìn)了反應(yīng)進(jìn)行，在縮減反應(yīng)時(shí)間的同時(shí)提高了反應(yīng)效率和產(chǎn)率，微波輻射的能量消耗低，反應(yīng)均勻 。 微波輔助合成中，水作為假性有機(jī)溶劑，輻射加熱產(chǎn)生水蒸氣，在容器內(nèi)形成一定的壓力，也實(shí)現(xiàn)了高壓反應(yīng)的目的 [2]?，F(xiàn)如今有文獻(xiàn)用相轉(zhuǎn)移催化法來合成噠嗪類化合物，如 3氯 6烷氧基噠嗪 [8]，在本文中將探討相轉(zhuǎn)移催化合成氨基噠嗪的可能性。 小結(jié) 噠嗪酮類化合物、 3， 6位取代的噠嗪化合物有一定的生物活性，特別是稠環(huán)噠嗪類化合物由于其具有稠環(huán)結(jié)構(gòu)，且含有雜原子， 因而在醫(yī)藥、農(nóng)藥上的應(yīng)用尤為廣泛，有很好的研究價(jià)值。氨基噠嗪可作為良好的中間體來合成具有更好生物活性的噠嗪衍生物，對未來醫(yī)藥類發(fā)展具有不可小覷的作用。 第三節(jié) 相轉(zhuǎn)移催化 相轉(zhuǎn)移催化原理 相轉(zhuǎn)移催化 [8]作用是指一種催化劑能 加速或者能使分別處于互不相溶的兩種溶劑（液－液兩相體系或固－液兩相體系）中的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。 相轉(zhuǎn)移催化 (Phase transfer)， 簡稱 PT，是 20世紀(jì) 70年代以來在有機(jī)合成中應(yīng)用日趨廣泛的一種新的合成技術(shù)。 在有機(jī)合成中常遇到非均相有機(jī)反應(yīng)，這類反應(yīng)的通常速度很慢，收率低。 20世紀(jì) 70年代初，相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)發(fā)展起來。泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料、造紙、制革等行業(yè)，帶來了令人矚目的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 相轉(zhuǎn)移催化 [11][12]作用是指：一種催化劑能加速或者能使分別處于互不相溶的兩種溶劑（液－液兩相體系或固－液兩相體系）中的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)時(shí)，催化劑把一種實(shí)際參加反應(yīng)的實(shí)體（如負(fù)離子）從一相轉(zhuǎn)移到另一相中，以便使它與底物相遇而發(fā)生反應(yīng)。 相轉(zhuǎn)移催化作用能使離子化合物與不溶于水的有機(jī)物質(zhì)在低極性溶劑中進(jìn)行反應(yīng)，或加速這些反應(yīng)。 相轉(zhuǎn)移催化劑 把一種實(shí)際參加反應(yīng)的化合物，從一相轉(zhuǎn)移到另一相中，以便使它與底物相遇而發(fā)生反應(yīng)。 目 前相轉(zhuǎn)移催化劑已廣泛應(yīng)用于有機(jī)反應(yīng)的絕大多數(shù)領(lǐng)域，如卡賓反應(yīng)、取代反應(yīng)、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、重氮化反應(yīng)、置換反應(yīng)、 烷基化反應(yīng) 、酰基化反應(yīng)、聚合反應(yīng)，甚至高聚物修飾等，同時(shí)相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)在工業(yè)上也廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料、造紙、制革等行業(yè)，帶來了令人矚目的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 常用的相轉(zhuǎn)移催化劑 一、相轉(zhuǎn)移催化劑分類 聚醚 鏈狀聚乙二醇： H(OCH2CH2)nOH 鏈狀聚乙二醇二烷基醚 :R(OCH2CH2)nOR 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）本科畢業(yè)論文 7 環(huán)狀冠醚類： 18冠 15冠 環(huán)糊精等 季銨鹽：常用的季銨鹽相轉(zhuǎn)移催化劑是芐基三乙基氯化銨（ TEBA）、四丁基溴化銨、四丁基氯化銨、四丁基硫酸氫銨（ TBAB）、三辛基甲基氯化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨等。 叔胺： R4N X ,吡啶 ,三丁胺等 季銨堿（其堿性與氫氧化鈉相近）易溶于水，強(qiáng)吸濕性。 季膦鹽 二、應(yīng)用特點(diǎn) （ 1）不使用昂貴的特殊溶劑，且不要求無水操作，簡化了工藝； （ 2）由于 相轉(zhuǎn)移催化劑的存在，使參加反應(yīng)的負(fù)離子具有較高的反應(yīng)活性； （ 3）具有通用性，應(yīng)用廣泛； （ 4）原子經(jīng)濟(jì)性； （ 5）催化劑價(jià)格較貴； （ 6）用于催化非均相有機(jī)反應(yīng)。 在本文中用四丁基溴化銨作相轉(zhuǎn)移催化劑，氯仿和 DMF 為溶劑來進(jìn)行探討。 第四節(jié) 課題的提出及主要研究內(nèi)容 噠嗪類化合物具有優(yōu)異的醫(yī)藥、農(nóng)藥活性，因而具有廣泛的應(yīng)用前景。氨基噠嗪是一種重要的中間體，可用來合成具有生物活性的噠嗪衍生物?？蔀檠芯块_發(fā)結(jié)構(gòu)新穎、高活性的農(nóng)藥先導(dǎo)化合物提供較大的研究空間。開 展噠嗪類化合物的相關(guān)研究具有很好的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。 本論文將在課題組前期研究基礎(chǔ)上，開展以下研究： (1)優(yōu)化氨基噠嗪的合成方法，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。 (2)探討相轉(zhuǎn)移催化法合成氨基噠嗪的可能性。 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）本科畢業(yè)論文 8 第二章 實(shí)驗(yàn)部分 第一節(jié) 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器 一、實(shí)驗(yàn)試劑 本實(shí)驗(yàn)所用主要試劑及其規(guī)格如下表 21： 表 21 主要試劑及規(guī)格 試劑名稱 純度 生產(chǎn)廠家 順丁烯二酸酐（馬來酸酐） AR 成都科龍化工試劑廠 水合肼（ 80%） AR 天津市百世化工有限公司 濃鹽酸（ 36%~38%） AR 開封東大化工有限公司試劑廠 濃硫酸 AR 開封東大化工有限公司試劑廠 三氯氧磷 AR 成都市科龍化工試劑廠 冰醋酸 AR 天津市東麗區(qū)泰蘭德化學(xué)試劑廠 氯化銨 AR 天津市沙北區(qū)海晶精細(xì)化工廠 甲苯 AR 天津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠 氨水（ 25%~28%） AR 開封東大化工有限公司 試劑廠 N,N二甲基甲酰胺 AR 天津市東麗區(qū)泰蘭德化學(xué)試劑廠 無水硫酸鎂 AR 天津市大港億中化工廠 氯仿 AR 成都市科龍化工試劑廠 四丁基溴化銨 AR 天津市沙北區(qū)海晶精細(xì)化工廠 丙酮 AR 湖北大學(xué)化工廠 石油醚 AR 天津市凱迪通化學(xué)試劑有限公司 二、主要實(shí)驗(yàn)儀器 ：燒瓶、燒杯、球形干燥管、冷凝管、抽濾瓶、量筒、溫度計(jì)、分液漏斗 實(shí)驗(yàn)設(shè)備：天平、水?。ㄓ驮。╁?(DF101D)、烘箱 (101A1B)、循環(huán)水式真空泵（ SHZD（ Ⅲ ）。 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）本科畢業(yè)論文 9 （ 1） WRS1B 型數(shù)字熔點(diǎn)儀（上海精密科學(xué)儀器有限公司） 。 （ 2） ZF7 型三用紫外分析儀（上海嘉鵬科技有限公司） （ 3） Avatar37 型傅立葉變換紅外光譜儀（ KBr 壓片） 第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)分析方法、原理及裝置圖 主要分析方法 在反應(yīng)中，根據(jù)各反應(yīng)物質(zhì)和生成物質(zhì)的物性，配制不同極性的展開劑。將點(diǎn)好反應(yīng)液的硅膠板放置一段時(shí)間后，待溶劑線上升到距板頂 處，取出硅膠板，硅膠板直接放在紫外燈下顯色，即可用肉眼觀察跟蹤反應(yīng)進(jìn)程。 各種化合物的定性分析，采用熔點(diǎn)測定法、紅外光譜分析法， 這些方法具有應(yīng)用范圍廣、靈敏度高、分析快速等特點(diǎn)。 反應(yīng)基本原理（ 順丁烯二酸酐與肼） 羰基化合物最簡單的反應(yīng)就是同 “真正 ”的堿或路易斯堿的反應(yīng)，所謂的路易斯堿也就是具有自由電子對的化合物，如水、醇、胺和它們的衍生物、硫化氫、硫醇等 (圖 21 中的HB)。 所有的羰基化合物，包括其雜原子類似物（腈、亞甲胺），與堿加成反應(yīng)都按同一機(jī)理進(jìn)行，形成類似的中間體（圖 21 中的 Ⅰ ）。反應(yīng)方程式如圖 21： H B + C O H B C OⅠB C O HⅡ 圖 21 反應(yīng)方程式 在圖 21 中形成了高能量兩性離子 Ⅰ 通過 “分子內(nèi)部 ”的中和作用形成 Ⅱ 而趨于穩(wěn)定。在加成反應(yīng)中，平面三角形的羰基化合物變?yōu)樗拿骟w的加成物（ Ⅰ 和 Ⅱ ），取代基在其中更為擁擠。因此，體積大的試劑不易發(fā)生加成。 在多數(shù)情況下，羰基的反應(yīng)明顯地受催化劑的影響，可以斷言，所有酸性催化劑都能增加羰基的極性，因?yàn)樗嵝源呋瘎┠芡瑝A性的羰基氧起反應(yīng)。 本文中以水合肼為原料，因?yàn)樗想孪噜彽膬蓚€(gè)氮原子都有未共用的電子對而使得水合肼具有很強(qiáng)的親核性，因此，一般認(rèn)為，肼可與順丁烯二酸酐反應(yīng)生成馬 來酰肼，如果控制合適的反應(yīng)條件，反應(yīng)將得到更好的控制。 具體反應(yīng)機(jī)理如下： 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）本科畢業(yè)論文 10 N H2N H2+ H+OOOOOON H N H2H HOOON H N H2HOOO HN H N H2+ HN H 2N HO HO HO HN HN HOO O HH H2ON HN HOON HN HO HO H 圖 22 反應(yīng)機(jī)理 實(shí)驗(yàn)裝置圖 回流裝置圖 減壓蒸餾裝置 第三節(jié) 合成部分 實(shí)驗(yàn)中擬采取的合成路線如下： 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）本科畢業(yè)論文 11 馬來酸酐 (I)馬來酰肼 （ II） 3， 6二氯噠嗪 （ III） 3氨基 6氯噠嗪 一、 馬來酰肼（ Ⅰ ） 的合成 100 mL的三口燒瓶，備有攪拌器、溫度計(jì)和可拆卸回流的冷凝裝置，加入 g ( mol)馬來酸酐和 60 ml 36%冰醋酸，加熱回流攪拌。 10 min 內(nèi)緩慢滴加 g 80%的水合肼，體系 PH=4， 95℃ 攪拌反應(yīng) 3h。靜置冷卻結(jié)晶，抽濾得淡黃色晶體，用無水乙醇沖洗 34 次，至洗液接近無色，干燥既得白色晶體馬來酰肼 g，收率 %， .： ~℃ ，文獻(xiàn)值 296~298℃ 。 O+ N H 2 N H 2 . H 2 O