论文部分内容阅读
利用蒙脱土的多孔结构及大比表面积,将金属氯化物、碘等路易斯酸负载到蒙脱土上,制备负载路易斯酸催化剂,并用于催化双吲哚甲烷合成、Biginelli反应、Knoevengel反应、Hantzsch酯合成等多种反应。蒙脱土是一种层状的硅酸盐结构,在自然界中含量丰富、廉价易得,将路易酸负载到蒙脱土上,可以有效提高催化剂催化效率,改善路易斯酸用量大、回收难等不足,也能改善碘易升华的缺点,同时具有协同催化效用。同时对几类反应进行在微波、超声等反应条件进行考察,发现微波、超声等辅助技术可以在保证产率的情况下进一步缩短反应时间、降低能耗。主要实验结论如下:1、以吲哚、醛为原料,蒙脱土固载路易斯酸为催化剂,在一定条件下合成双吲哚甲烷衍生物,实验中对催化剂、溶剂等反应条件进行筛选,优选出最佳的合成条件。a.超声条件下的最优合成条件为:以蒙脱土固载金属氯化物为催化剂,吲哚与醛的物质的量比为n（吲哚）∶n（醛）=2.0∶1.1,蒙脱土负载氯化铜为催化剂（用量10mol%醛）,二氯甲烷作溶剂,反应温度为50℃,超声时间15min,此时产率最高达99.3%;b.微波辅助下的最优合成条件为:MMT/NiCl2为催化剂（用量10mol%醛）,二氯甲烷作溶剂,反应温度为60℃、时间为2min,醛和吲哚的摩尔比为1.1︰2.0。产率最高达93.4%;c.蒙脱土负载碘（10mol%的醛）作催化剂,磁力搅拌下合成双吲哚甲烷衍生物的最佳条件为:醛与吲哚物质的量比为1.1︰2.0,乙腈做溶剂,25℃下搅拌5min。获得最高产率为96.2%。2、芳香醛、乙酰乙酸乙酯和脲为原料,蒙脱土固载路易斯酸为催化剂,进行Biginelli反应,合成3,4-二氢嘧啶-2（1H）-酮衍生物,对催化剂、溶剂、时间等反应条件进行考察,优选出最佳的反应条件。a.超声条件下的最优条件为,蒙脱土固载氯化铜（用量为20 mol%脲）作催化剂,在反应温度90℃,超声时间15min,芳香醛、乙酰乙酸乙酯和脲的摩尔比为1.2︰1.0︰1.0,,最高产率为88.4%;b.微波辅助下的最佳反应条件为:蒙脱土固载氯化铜（用量为10mol%醛）为催化剂,反应温度90℃,微波时间10min,芳香醛、乙酰乙酸乙酯和脲的摩尔比为1.0:1.2:1.2,产率最高可达95.7%;c.蒙脱土负载I2为催化剂,在无溶剂磁力搅拌下合成3,4-二氢嘧啶-2（1H）-酮衍生物,反应15min完成,反应温度90℃,芳香醛、乙酰乙酸乙酯和脲的摩尔比为1.0︰1.0︰1.0,催化剂用量为10%mol醛。产率最高可达94.7%;d.蒙脱土负载I2为催化剂,在超声条件下合成3,4-二氢嘧啶-2（1H）-酮衍生物的最优条件为:反应温度80℃,超声时间5min,乙醇作溶剂,芳香醛、乙酰乙酸乙酯和脲的摩尔比为1.0︰1.0︰1.0,催化剂用量为10mol%醛,产率最高可达86.9%。3、:以芳香醛、乙酰丙酮/乙酰乙酸乙酯及碳酸氢铵为原料,蒙脱土负载路易斯催化合成Hantzsch酯,对催化剂、溶剂、反应时间等条件进行筛选,优选出最佳的合成条件。a.微波辅助下合成Hantzsch酯,在反应温度80℃,微波辐照时间15min,芳香醛、乙酰丙酮/乙酰乙酸乙酯及碳酸氢铵的摩尔比为1.0︰2.4︰1.0,催化剂为氯化镍固载蒙脱土（用量为10mol%醛摩尔比）的最优条件下,合成的Hantzsch酯产率最高可达98.4%;b.在超声条件下合成Hantzsch酯,反应温度80℃,超声时间15min,醛、乙酰丙酮/乙酰乙酸乙酯及碳酸氢铵的摩尔比为1.2:2.0:1.0,催化剂为蒙脱土固载氯化铝（用量为10mol%醛摩尔比）的最优条件下,合成的1,4-二氢吡啶衍生物产率最高可达93.7%。4、:以醛及丙二腈为原料,蒙脱土负载碘及碱添加剂为催化剂,催化Knoevenagel反应,并对催化剂、溶剂、反应温度等条件进行考察,筛选出最佳的合成条件。a.在磁力搅拌下的反应条件为:蒙脱土负载碘用量为5mol%醛、同化学计量的（CH3COO）2Zn作为碱添加剂,乙醇为溶剂,原料摩尔比醛∶丙二腈为1.0:1.0,反应温度45℃,反应时间15min,产率最高可达93.0%;b.在超声条件下,得出反应条件为:蒙脱土负载碘用量为5%mol醛、等摩尔量的Na2CO3为添加剂,乙醇做溶剂,醛与丙二腈的摩尔比为1.0︰1.1,反应温度45℃,反应时间为5min,最高产率95.5%;c.在微波辐射下,得出反应条件为:蒙脱土负载碘用量为5mol%醛、以等摩尔量的CH3COONa为添加剂,乙醇做溶剂,原料摩尔比醛∶丙二腈为1.0:1.0反应温度40℃,反应时间2min,最高产率97.0%。