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摘 要

所谓有机含氮化合物，则是含氮原子的有机化合物。在生物学中，最常见的有机含氮化合物是与我们生命息息相关的链状化合物——氨基酸。在医药、农药、材料等邻域运用广泛的吡唑是一种含氮杂环化合物。为了丰富含氮杂环化合物的多样性，本论文主要研究3-甲氧基丙烯酸酯、肼与芳香醛为基本模块，合成含氮杂环的方法。

首先，我们进行了腙的制备的反应。在室温下，苯肼与苯甲醛反应，甲醇作溶剂，生成苯腙，产率为62%。

其次，我们对腙与3-甲氧基丙烯酸酯的反应进行研究。该反应以CuCl作为催化剂，经过加成、消去反应得到中间体3- [1-苯基-2（苯基亚甲基）肼基]-2-丙酸甲酯,产率为62%；为了使该中间体环合，我们利用无水氯化铁的催化氧化的性质加入了无水氯化铁后，发生闭环反应，生成我们所需要的产物1，3-二苯基吡唑-4-甲酸甲酯，收率为74%。

最后，我们进行了对照实验。该对照试验是参照已发表文献所设计的。具体是利用我们已合成的苯腙与丙炔酸甲酯反应生成中间体后环合得到目标产物，产率为65%。

我们用不同的芳香肼和芳香醛合成的腙进行实验均可获得相应的含氮杂环化合物。中间体及产物的结构通过碳谱、氢谱的表征。

关键词：环合反应； 腙；吡唑杂环； 3-甲氧基丙烯酸甲酯

Abstract

The so-called organic nitrogen-containing compounds are organic compounds containing nitrogen atoms. In biology, the most common organic nitrogen-containing compounds are the chain-like compounds closely related to our lives-amino acids. Pyrazole, which is widely used in the neighborhood of medicines, pesticides and materials, is a nitrogen-containing heterocyclic compound. In order to enrich the diversity of nitrogen-containing heterocyclic compounds, this paper mainly studies the method of 3-methoxyacrylate, hydrazine and aromatic aldehyde as basic modules to synthesize nitrogen-containing heterocyclic compounds.

First, the reaction of phenylhydrazine with benzaldehyde was conducted at room temperature in methanol sovent to produce phenylhydrazone with a yield of 63% through an addition-elimination process.

Secondly, the subsitution of 3-methoxyacrylate with phenylhydrazone underwent an addition-elimination process with CuCl as the catalyst in DCE solvent to produce intermediate methyl 3-[1-phenyl-2(phenylmethylene)hydrazinyl] acrylate with a yield of 62%. Methyl 1,3-diphenylpyrazole-4-carboxylate was then prepared in 74% yield of by cyclization of methyl 3-[1-phenyl-2(phenylmethylene)hydrazinyl] acrylate using FeCl₃ as the catalyst.

Finally, we conducted a controlled experiment. The aza-Michael addtion between phenylhydrazine with methyl propiolate was performed with CuCl as the catalyst in DCE solvent to afford 63% yield of methyl 3-[1-phenyl-2(phenylmethylene)hydrazinyl] acrylate, which took place cyclization to provide methyl 1,3-diphenylpyrazole-4-carboxylate with a yield of 65% in the presence of FeCl₃.

Different aromatic hydrazines and aromatic aldehydes was used to synthesize the corresponding hydrazones for further access of nitrogen-containing heterocycle. The structures of intermediates and final products were characterized by ¹HNMR and ¹³CNMR.

Key Words: Cyclization; Hydrazone; Pyrazole heterocycle ; 3-methoxymethyl acrylate

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 前言 1

1.2 含氮杂环化合物的应用 2

1.3含氮杂环化合物的合成研究进展 3

1.4含氮单杂环化合物简介 3

1.4.1 含氮五元杂环化合物 3

1.4.2 含氮六元杂环的构建 4

1.5含氮稠杂环的构建 6

1.5.1 含氮双杂环的构建 6

1.6腙参与构建含氮杂化化合物的简介 7

1.6.1腙与炔烃的成环反应 7

1.6.2腙与活化烯烃或芳烃成环反应 8

1.7本文的研究思路 9

第二章 腙与3-甲氧基丙烯酸甲酯的成环反应 10

2.1引言 10

2.2结果与讨论 10

2.2.1反应条件的筛选 10

2.2.2反应条件对中间体的影响 11

2.2.3中间体环化反应条件的探索 12

2.3 实验部分 12

2.3.1 实验通则 12

2.3.2腙的合成 14

2.3.3 中间体的合成 14

2.3.4中间体环合成吡唑环 14

2.3.5对照实验 15

2.3.6产物结构表征 15

2.4 小结 16

第三章 结论与展望 17

3.1 结论 17

5.2展望 17

参考文献 18

致谢 21

第一章 文献综述

1.1 前言

杂环化合物是指“由至少两个不同元素的原子作为其环的成员的环状化合物”。环化学是当今经典有机化学中最大的分支。其中含氮杂环化合物几乎占据了已知有机化合物总数的三分之一。它不仅在生物、医药和工业领域上有着重大的影响，也是人类社会中不可或缺的。如吡啶、吗啉、呋喃等及其衍生物是构建药品的重要原料。因此如何高效构建含氮杂环化合物引起了有机化学家们的重视。

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