固体酸碱催化香豆素类化合物的合成

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香豆素类化合物是一种香料,又是一种重要的医药、化工中间体,在有机合成中占有十分重要的位置。近年来,固体酸碱催化剂以其突出的高活性、高选择性、绿色环保等优点在有机合成中越来越引起人们的关注。与此同时,微波技术则以反应时间短、收率高等优点受到研究者们的广泛重视。本文主要就香豆素类化合物合成过程中固体酸碱催化剂进行了研究,对合成的产品进行了熔点、红外、质谱等表征,并探讨了微波辐射对反应的影响。所作的研究工作如下:1.固体碱催化合成香豆素反应研究(1)研究了微波促进KF/Al2O3催化合成香豆素的反应,考察了微波辐射对反应的影响。结果表明,微波加热条件下,KF/Al2O3催化合成香豆素的优化反应条件是:n(水杨醛):n(乙酸酐):n(KF/Al2O3)=1:3:0.5,微波功率为600 W,微波辐射8 min,产率达88.9%。该条件下的反应速度是常规加热法反应速度的30倍,产率提高了14个百分点。(2)研究了复合型固体碱KF/K2CO3/Al2O3作催化剂催化合成香豆素的反应,考察了用微波处理前后的KF/K2CO3/Al2O3对反应产率的影响。研究表明,常规加热条件下,催化剂KF/K2CO3/Al2O3用微波处理2min后使用,香豆素产率高达89.8%。2.固体酸催化合成系列甲基香豆素衍生物合成研究(1)研究了以三种酚与乙酰乙酸乙酯为原料,磷钨酸/活性炭为催化剂,合成系列甲基香豆素衍生物的反应。对合成的6种产物进行了一一表征。重点研究了磷钨酸/活性炭催化合成7-羟基-4-甲基香豆素的反应,考察了磷钨酸/活性炭作催化剂对反应的影响。研究表明,采用负载比为22.3%的磷钨酸/活性炭为催化剂,当催化剂用量0.15g,n(间苯二酚):n(乙酰乙酸乙酯)=1:1,100℃下反应3h,收率可达74.3%。磷钨酸/活性炭催化活性较好,催化性能稳定,可重复使用多次,使用寿命长。(2)对AlCl3/磺酸树脂催化合成7-羟基-4-甲基香豆素进行了较深入的研究。实验表明,AlCl3/磺酸树脂具有较高的反应活性,用量少,腐蚀小,可重复使用。当n(乙酰乙酸乙酯):n(间苯二酚)=1:1,AlCl3/磺酸树脂催化剂用量0.28g,105℃下反应3h,收率达82.5%。AlCl3/磺酸树脂颗粒较大,易于回收,在合成7-羟基-4-甲基香豆素的反应中更有应用价值。
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