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多氮杂环化合物由于其独特的性质,正在成为越来越多化学家进行主体分子设计时重点关注的一类化合物。
论文在对多氮杂环化合物的合成、性质及应用进展进行综述的基础上,合成了一类新型多氮杂环化合物,设计了其合成路线,并尝试探讨了其合成反应历程。
通过文献检索和实验探索,利用对甲苯胺盐酸盐和甲醛或席夫碱两条路线合成了多氮杂稠环化合物6-甲基-3-(4-甲基苯基)-3,4-二氢喹唑啉,讨论了其合成反应影响因素,表明反应体系pH控制在1~2将有利于反应的进行,适当增加反应物席夫碱或甲醛的配比将有利于目标产物收率的提高,但甲醛配比增加过高,由于生成Troegers碱将会使收率下降;利用自制的N,N’-二对甲苯基乙二胺和二氯乙醚为原料、碳酸钾或碳酸钠为催化剂的新路线一步合成了1,4-二对甲苯基哌嗪和新型多氮杂环化合物N,N’-二对甲苯基-1,7-二氮杂-4,10-二氧杂环十二烷,考察了温度和催化剂对合成目标产物氮杂冠醚和哌嗪的影响,发现当温度低于140℃时,N,N’-二对甲苯基乙二胺和二氯乙醚不发生任何反应,随着温度升高到170℃,反应速度明显加快,产物大量生成,催化剂的考察表明碳酸钾对该反应的催化能力明显高于碳酸钠。
论文初步探讨了合成二氢喹唑啉闭环反应的历程,认为希夫碱和甲醛一样参与闭环反应,生成的四氢喹唑啉经希夫碱的进一步氧化后得到目标化合物。同时,论文尝试解释了新型多氮杂环化合物N,N’-二对甲苯基-1,7-二氮杂-4,10-二氧杂环十二烷的合成反应历程,认为该反应过程是在碱金属的诱导下,以碱金属为模板发生了闭环反应,钾离子选择了12元环作为最稳定的产物,同时生成另一种产物哌嗪。
论文对得到的6-甲基-3-(4-甲基苯基)-3,4-二氢喹唑啉、N,N’-二对甲苯基脲和N,N’-二对甲苯基乙二胺三种化合物的单晶通过X-射线单晶衍射确定了它们的晶体结构参数,分别属于单斜晶系、正交晶系和单斜晶系。