摘 要

如今，绿色环保成为化学发展的新趋势。硫代酰胺是一种重要的医药中间体,对其进行脱硫研究具有重要的理论意义和实用价值。

本文首先采用取代苯胺与酰氯反应合成了20种不同的N-硫代苯基苯甲酰胺，其次研究了光催化剂、溶剂、光照、氧气条件对N,N-硫代苯甲酰胺脱硫产率的影响。得出最佳条件为：以吖啶为光催化剂、二氯乙烷为溶剂、蓝色LED为光源，在充足氧气条件下，反应最优产率可达到99%。最后，在此最佳条件下对其余20种不同的硫代苯甲酰胺进行脱硫研究，硫代酰胺普遍脱硫产率在94%~99%，并对中间体和产物进行HNMR表征，证明其与目标化合物相符。

关键词: 光催化 硫代酰胺 脱硫 绿色化学

Abstract

Nowadays,Green Chemistry have become a new trade to chemistry developing. Thioacetamide is a very important kind of pharmaceutical intermediates. However,if you want a finished product which has a pharmacological activity. You need to desulfurization thioacetamide into amide.

In this article, 20 different kinds of thioacetamide were synthesized firstly.Secondly different photocatalysts, different solvent, different illumination conditions, different oxygen conditions were tested to their influence to desulfurization of N-Thiosamidamide. Then we figured out the best condition is 9-Mesityl-10-Methylacridinium as photocatalyst, 1,2-dichloroethane as solvent, blue LED light as illumination condition, ample oxygen as oxygen condition, and it’s yield raised up to 99%. Thirdly, we tested 20 different thioamides in this condition, their yields were between 94% to 99%. The we did H¹-NMR and C¹³-NMR test to determine it’s our product.

Keywords: Photocatalytic ；thioamide ；desulfurization ；Green Chemistry

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 引言 1

1.2酰胺 2

1.2.1酰胺的物理性质 2

1.2.2酰胺的化学性质 2

1.2.3酰胺的用途 2

1.2.4酰胺的衍生物 2

1.2.5酰胺的合成 2

1.3硫代酰胺 3

1.4光催化 3

1.4.1光催化的原理 4

1.4.2光催化的优点 4

1.4.3光催化剂的分类 4

1.4.4光催化剂的选择 5

1.4.5光催化剂的用量与使用方法 5

1.5本课题目的及意义 5

1.5.1本课题目的 5

1.5.2本课题意义 5

第二章 硫代酰胺的合成 7

2.1概述 7

2.2合成硫代酰胺方程式 7

2.3实验部分 7

2.3.1实验设备与试剂 7

2.3.3实验结果与讨论 9

2.4小结 10

第三章 光催化硫代酰胺的脱硫 11

3.1概述 11

3.2光催化硫代酰胺的方法 11

3.2.1光催化硫代酰胺脱硫的方程式： 11

3.2.2光催化硫代酰胺脱硫的方法 11

3.2.3光催化硫代酰胺脱硫所需的试剂与设备 11

3.3光催化硫代酰胺脱硫的控制变量 12

3.3.1光催化剂对硫代酰胺脱硫的影响 12

3.3.2溶剂对硫代酰胺脱硫的影响 13

3.3.3光照对硫代酰胺脱硫的影响 14

3.3.4氧气对硫代酰胺脱硫的影响 15

3.3.5底物拓展 16

第四章 结论 20

参考文献 21

附录 24

致谢 27

第一章 文献综述

1.1 引言

化学，每当谈及到这个话题，在所有人心中就联想到了污染、高能耗、有毒有害甚至于致癌等消极评价。但是，生活离不开化学，传统化学由于许多客观原因的限制，有时不得不以牺牲环境为代价^[1]。如今随着技术水平不断发展，人们越来越渴望可持续的绿色发展方式。那么化学有没有可能借此抛开以前诸多不利的因素，成为一种绿色可持续的产业呢？绿色化学应运而生。绿色化学又称为可持续化学，是化学与化工专注于产品的设计和工艺的使用最小化，并且不会产生有害物质。而环境化学主要研究污染化学品影响的性质，专注于绿色化学与环境化学的影响，包括技术手段，防止污染和减少消耗不可再生的资源^[2]。绿色化学从多种现有理念和研究成果(如原子)与催化经济到了上世纪90年代，在日益关注的问题化学污染和资源枯竭等问题。绿色化学的发展在欧洲和美国有关的环境问题解决的策略：从控制、管制、规定和削减工业排放向主动预防污染，通过创新设计提高生产技术。在美国，环境保护署初期发挥了重要作用，加强绿色化学通过其污染防治项目、资金和专业协调。同时在英国，约克大学的研究者们努力创建了绿色化学的监管网站，并且出版发行了绿色化学期刊^[3]。1997年，中国石化与国家自然基金会合资成立了“九五重大基础项目研究、环境友好石油化工 催化化学与化学反应工程”。从此开始，绿色化学成为我国将来发展的新趋势。

现如今全世界一年产生的有毒有害化学废料达到3~4亿吨，如果再不找一条出路，我们赖以生存的家园很快会被这些垃圾填满。如今，大多数化学合成方法与工艺都是20多年前的产物，当时的工艺只考虑原材料、能耗与人力的成本，如今，废物控制、处理与排放成为了化学工艺较大的成本所在。是继续20多年前的工艺，将成本投入在后期污染处理还是选择绿色化学，从源头上减少污染物的数量呢。早在1990年美国就将污染防止确立为美国的基本国策，绿色化学是解决化学污染问题的不二选择。

硫代酰胺是一种重要并且非常常用的的医药中间体^[4]，是合成酰胺类药物（如青霉素类、头孢类、碳青霉烯类、头霉素类）的必经之路^[5][6]。通过将硫取代酰胺上的氧可以更精准、更有效的在酰胺上按上不同的基团使其产生药物活性。但当这些基团加在硫代酰胺上后，药物还未真正完成。在硫代酰胺脱硫的过程中，传统方法^[7]不仅效率低下，而且稍有不慎就会把硫这种危险的物质处理不尽。本文采用了新型的数种光催化剂^[8]以及各种条件筛选，最后发现10-甲基-9-均三甲苯基吖啶高氯酸盐在蓝色光^[9]照射下反应速率较快、反应产率较高，对不同种溶剂都有很高的效率，是光催化硫代酰胺脱硫的最佳催化剂。

1.2酰胺

酰胺是一种十分常见的化学物质，从结构上可以看做是羧酸中的羧基被氨基或者烃氨基取代的产物。

1.2.1酰胺的物理性质

大多数酰胺为无色晶体（除了甲酰胺为液体）。酰胺的极性很大，沸点比相应的羧酸还要高。酰胺也是一种常用的溶剂，可以溶解很多种的有机物。

1.2.2酰胺的化学性质

酰胺是一种较弱的有机碱性物质^[10]，可以与强酸生成极不稳定的醇解产物。可以与金属类发生反应，生成可溶于水的金属盐类。与亚硝酸反应可以生成对应的羧酸以及氮气。N,N-二甲基甲酰胺（DMF）是常用的化学溶剂。纯N,N-二甲基甲酰胺是无色无味透明液体，但工业级与变质的DMF则有很强的鱼腥味，不可以用来作为反应的溶剂。它可以与大部分有机溶剂和水互溶。

1.2.3酰胺的用途

酰胺大多作为工业上的溶剂，医药上用则来制作维生素和激素（抗生素）^[11][12]。N,N-二甲基甲酰胺是常用的有机溶剂,也是有机合成的重要中间体。在农业方面，酰胺还可以用作杀虫剂杀虫脒。杀虫脒还有一种神奇的特性，对蜜蜂无毒。

1.2.4酰胺的衍生物

尿素、丙氨酰尿、磺胺类以及氯胺类药物是酰胺最重要的衍生物^[13]。

1.2.5酰胺的合成

①胺脂交换法：