酮肟Beckmann重排反应研究.docx

研究报告 酮肟 Beckmann 重排反应在酰胺类化合物 合成中的应用研究 目录 第一章 酮肟重排反应最优化条件研究的实验方案 2- 1.1 课题背景、意义及介绍 2- 1.2 实验方案设计 2- 1.2.1 制备底物肟 2- 1.2.2 最优离子溶剂的筛选 3- 1.2.3 最优催化剂的筛选 3- 1.2.4 最优条件下底物取代基对反应的影响 3- 1.2.5 最优条件下的循环反应 4- 1.2.6 产物的表征测试 4- 第二章 酮肟重排反应最优化条件研究的实验方法与步骤 5- 2.1 实验原料与设备 5- 2.1.1 实验原料(如表1) 5- 2.1.2 实验仪器(如表2) 6- 2.2 实验方法与步骤 6- 2.2.1 制备底物肟 6- 2.2.2 最优离子溶剂筛选 8- 2.2.3 最优催化剂筛选 8- 2.2.4 最优条件下底物取代基对反应的影响 8- 2.2.5 最优条件下的循环反应 8- 2.2.6 产物的表征测试 9- 第三章 酮肟重排反应最优化条件研究的结果与讨论 10- 3.1 制备底物肟 10- 3.2 最优离子溶剂筛选 14- 3.3 最优催化剂的筛选 15- 3.4 3.4 最优条件下底物取代基对反应的影响 16- 3.5 最优条件下的循环反应 20- 3.6 实验结果总结 21- 3.7 参考文献 22- 第四章 附图： 23- 4.1 肟 23- 4.1.1 23- 4.1.2 24- 4.2 酰胺 26- 4.2.1 26- 4.2.2 27- 4.2.3 28- 4.2.4 28- 4.2.5 29- 第一章 酮肟重排反应最优化条件研究的 实验方案 1.1 课题背景、意义及介绍 酰胺在有机化学和生物化学中是一类非常重要的官能团，因此发展高效和 可持续性的方法制备酰胺类化合物具有重要的现实意义。在酰胺反应中，以肟为 原料通过Beckmann 重排得到酰胺。酮肟为相应的酰胺重排，被称为贝克曼重排 反应，是有机化学中常用的一种方法，是当前关注的一个话题。它完成的碳碳键 断裂和碳氮键的形成，这种反应一般需要较高的反应温度和大量强布朗斯特酸催 化剂，造成大量副产物和严重的腐蚀问题。此次实验，我们使用的溶剂为离子溶 剂。离子溶剂相较于有机溶剂，具有不易挥发的优点，分离产物较为容易，可以 循环使用，对环境污染和毒害较少。因此本研究课题以肟为原料，以离子溶剂作 为溶剂，通过实验得到最优离子溶剂和催化剂。 1.2 实验方案设计 1.2.1制备底物肟 方案一： 在100ml的圆底烧瓶中加入一定量二苯甲酮，氯化羟胺(当量比 为1.5),此时烧瓶内形成白雾且放热，再加入33ml (配比为1:10) 的H20/EtOH, 温度控制在90°~100°之间，加热回流2h, 得到白色 不透明固体。将产物加入冰水混合物中(固体大量析出，得到白色悬 浮液体),用布氏漏斗抽滤干燥，再用真空泵进一步干燥产物二苯甲酮 肟(白色粉末状固体),称量保存产物。 方案二： 在100ml 的圆底烧瓶中加入氯化羟胺1.6578g (当量比为1.6), 醋酸钠2.4452g (当量比为2),80%的乙醇溶液40ml, 在室温下搅拌 30min。 再加入2g 对甲基苯乙酮，在90°~100°加热回流1h (得到白色悬浮 溶液)。圆底烧瓶内的产物用布氏漏斗抽滤得到滤液，用旋针将滤液中 的乙醇溶液旋干后(大量白色产物析出),加入少量冷水析出固体。最 后，用布氏漏斗抽滤干燥得到产物对甲基苯酮肟(白色粉末状固体), 用真空泵进一步干燥产物，称量并保存。(注：除二苯甲酮肟以外的其 他肟的合成及后处理与上述方案相同) 1.2.2最优离子溶剂的筛选 控制反应底物二苯甲酮肟65mg, 催化剂 (CF3S03)31n (当量 0.1)不变，改变离子溶剂种类(300mg) 进行Beckmann 重排反应。通 过各装置二苯甲酮肟的产率比较得到最优离子溶剂。 1.2.3最优催化剂的筛选 控制反应底物二苯甲酮肟65mg,离子溶剂[EMIM][PF6](300mg) 不变，改变催化剂的种类(当量0.1)进行Beckmann 重排反应。通过 各装置二苯甲酮肟的产率比较得到最优催化剂。 1.2.4最优条件下底物取代基对反应的影响 控制最优催化剂高氯酸镍 (II) 六水合物(当量0.1)和最优离 子溶剂 [EMIM][PF6](300mg) 不变，改变底物的种类(65mg) 进行 Beckma