含氮脱氢枞酸衍生物的制备工艺研究
2022-11-06 09:43:17
论文总字数:13770字
摘 要
脱氢枞酸包含了苯环和多个手性中心,有着鲜明的结构特点,是松香衍生物中的一种,它的衍生物也仍具有广泛的生物活性,因此在化学领域有着重要的地位,同时在例如医学、农药等多个领域都有着非常重要普遍的应用。通过羧基、菲环和综合这三种改性路线,以脱氢枞酸的结构特点为中心思想,对在脱氢枞酸的上发生的酰基化、胺化、选择性硝化等以及可发生的氧化还原、缩合闭环等数个反应归纳总结并深入思考,并通过此点详细分析目前市场上有关松香基含氮杂环衍生物的研究现状。思考总结在脱氢枞酸衍生物在医学、缓蚀剂、木材加工和配合物等性能应用方面的优点和不足,以及对未来可能发展趋势进行了展望。
关键词:脱氢枞酸;含氮基团;衍生物;合成
Research Present Situation and Analysis of Dehydroabietic Acid Derivatives including Nitrogen
Abstract
The dehydroabietic acid rosin derivatives is a kind of important chemical structure containing benzene ring and multiple chiral center. Its derivatives is widely used in medicine and pesticide. According to the structural characteristics of dehydroabietic acid, the main line is carboxyl group modification, phenanthrene ring modification and comprehensive modification. According to the reduction, amination, acylation, condensation, closed-loop reactions on carboxyl group and the oxidation, electrophilic substitution reactions (bromination, selective nitration), diazotization, condensation and closed-loop reactions on phenanthrene ring, the research status of rosin based nitrogen-containing heterocyclic derivatives is systematically reviewed. The biological activity, inhibition activity, wood processing and the properties and applications of these derivatives are summarized in detail. And the synthesis and application of rosin based azacyclic derivatives are prospected.
Keywords: Dehydroabietic acid; Nitrogenous groups; Derivatives; Synthetic
目录
摘要I
AbstractII
目录III
第一章 松香及脱氢枞酸综述1
1.1 松香、脱氢枞酸酸简介,以及用途和来源1
1.2 脱氢枞酸酸改造与应用的发展趋势及前景1
第二章 脱氢枞酸的含氮衍生物合成3
2.1 羧基上的反应3
2.1.1 酰化反应3
2.1.2 18位碳成环反应4
2.1.3 18位碳相连的氮成环反应5
2.2 菲环上的反应5
2.2.1 11,12 位碳成环反应5
2.2.1 12,13 位碳成环反应5
2.3 羧基和菲环综合反应6
第三章 含氮脱氢枞酸衍生物实用7
3.1 药物中间体7
3.2 缓蚀剂8
3.3 木材加工助剂10
3.4 配合物11
第四章 研究结论和展望12
参考文献13
致谢15
第一章 松香及脱氢枞酸综述
1.1 松香、脱氢枞酸简介,以及用途和来源
松香作为一种可再生资源,其来源十分丰厚。由于石油这种不可再生的能源越用越少以及使用这种资源中不可避免的污染,加上人们对保护自己生活环境的观点日渐加深,如何在精细化工领域使用可再生并且环保的松香代替一次性污染能源石油已经成为现在化学家们盛极一时的研究话题。松香及它的精加工制品已广泛应用于我们的生活,如缓蚀剂、油墨、造纸等,甚至在食品添加剂方面也有涉足,这一切都与我们密切相关,甚至可以改变我们的生活条件和方式。就目前而言,对松香产品的开发应用已经从直接使用松香产品这种粗糙低级的使用方法变成了加深开发研究制作以松香为原料的松香衍生物的精加工制品研究,其中如何利用松香的衍生物脱氢枞酸以及合成脱氢枞酸的衍生物成了未来的研究目标。
我国虽然是松香生产大国,产量独占鳌头,其中就脂松香而言高达年产五十万吨,哪怕世界范围内来说也是不容小觑的,但十分遗憾的是,在松香的利用方面我国仍处于直接利用原料,最多生产应用粗制品来使用的阶段,在合成加工精细产品方面仍有欠缺,甚至就连出口的也仅是松香原料和松香粗制品。所以如何在迎合市场需求的情况下对高效利用松香原料和制造松香精制产品的开发研究就自然而然成为一个令现代化学家们绞尽脑汁的问题。这个问题不仅仅能让我国的经济发展从中受益匪浅,也可让我国对林业资源合理开发利用和生态环境的保护方面的努力有所得,可谓相得益彰。以脱氢枞酸为原料改造的合成品不但可以取代日渐稀少的石油加工制品,同时相比石油制品而言它具有更加良好的生态性能,即符合现代热门的“绿色化学”主题,又可以带来不可估量的经济社会收益。鉴于以上诸多特点,热衷于研究脱氢枞酸的改性这个话题的化学家络绎不绝。
松香中核心成分是枞酸型树脂酸。对其进行催化歧化后得到的脱氢枞酸(脱氢松香酸),是松香的重要的精加工产物之一。脱氢枞酸的理化性质稳定,就目前工业上大规模生产制造而言,都是用多种催化剂将松香中的枞酸形树脂酸脱氢,并且重新排列化学键得到苯环,得到歧化松香,再将歧化后的松香加入乙醇胺,再用50%的乙醇将得到的脱氢枞酸胺盐进行选择性结晶。对上一步得到的产物结晶酸化后,最后将乙醇和水以等体积比例混合进行重结晶,就可获得高纯度的脱氢枞酸晶体,最终晶体产物为白色。
1.2 脱氢枞酸改造与应用的发展趋势及前景
脱氢枞酸分子中有一个异丙基苯环,该苯环共存有3个手性中心,其中羧基连在C-4上。这种化学结构相当特殊,使其可以通过化学改性将含氮基团键接到分子中,从而构建含胺基、硝基、腈类、杂环基团的化合物以及手性化合物等。这种合成途径可以有效避免目标分子的从头合成,符合绿色化学理念。将含氮基团引入到脱氢枞酸分子中,极大地丰富了脱氢枞酸衍生物的电子组态,使其具备作为光电材料使用的基本条件。
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