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1、项目申报人：李峰( 指导教师 ) 项目组人员： 1103860621(黄洛玮 );1103860441( 朱申鹏 );1103860415(陈伟坤);1103860233( 汤鹤阳 )( 主持人 );1103860224( 胡拓 ) 项目指导教师：李峰项目名称：原料药吡非尼酮的合成研究资助类别：校级普通项目项目性质：工程设计项目来源：部、省级以上科研课题项目人数： 5 学科一级门：化学学科二级类：有机化学项目时段：一年半指导教师是否确认：指导教师已联系确认项目简介：Ullmann 反应是将不活泼的卤代物应用于偶联反应，该反应是形成芳基醚、芳基胺、芳基硫醚以及二芳基化物的很重要的方法。早期的 U
2、llmann 反应中需要苛刻的反应条件（高温，强碱，当量的铜或者铜盐，较长的反应时间），而且产率不高，导致了这个反应较难推广应用。本研究参考相关文献，用 2-氨基-5- 甲基- 吡啶经重氮化、水解得到 5- 甲基-2(1H)- 吡啶酮， 再与卤代苯在 CuCl催化下进行 N-芳基化反应得到吡非尼酮。吡非尼酮的合成主要分两个步骤，第一步为重氮化反应，第二步为CuCl 催化的 Ullmann 偶联反应。其中氯化亚铜是有机合成工业中应用较广的催化剂, 在其催化作用下能够生产多种有机化工产品，在冶金工业、蚀刻工艺、电镀工业及医药化工和农药工程 ( 杀菌剂 )、电池工业、橡胶工业等众多行业中，氯化亚铜的
3、应用亦较深入且实际。本课题的重点是通过对卤代芳烃进行结构修饰，利用不同的卤代芳烃分别与 5- 甲基-2（1H ）- 吡啶酮进行 Ullmann 偶联反应，测试反应活性，和最佳反应条件 , 并得到不同的产物。申请理由：1）有良好的研究基础项目组成员胡拓同学获得过一次学校二等奖学金，朱申鹏同学获得过一次二等奖学金，陈伟坤同学获得两次学校三等奖学金。三位同学对有机合成化学有很强的兴趣，寒假就开始到实验室开展研究，并且已取得很好的前期研究成果。项目指导教师既有具备较强的有机合成化学和金属有机化学方面的研究背景， 也有较丰富的绿色有机合成方面的知识。2）有前期探索性研究本项目以国家自然科学基金青年科学基
4、金(No.20902046) 、 江苏省自然科学基金 (No.BK2009384)、大连理工大学精细化工国家重点实验室开放基金(No. KF0911) 、教育部留学回国人员科研启动金、南京理工大学自主科研重大研究计划所取得的成果为基础，前期探索性研究工作证明技术路线是可行的。本项目围绕过渡金属催化开展系统的研究工作，有望取得突破。因此本课题的实施将为过渡金属催化在有机合成中的应用开辟新的领域，推动这类绿色化学导向有机合成反应的发展。项目执行环节： 1 ）文献查阅 a. 20世纪 90 年代以来，绿色有机化学正 成为合成化学研究中具有战略意义的前沿领域，为人类社会的可持续发 展，如合理应用资源、
5、解决环境污染等方面起着重要的作用。Ullmann 偶联是一类重要的有机合成反应，在医药、农药、材料以及精细化工品 合成等领域及工业化生产中有着广泛的应用。 b. 铜是一种成本低廉、 方便实用、低毒环保的金属，发展铜催化反应在过渡金属催化反应中占 有重要地位，是有机合成领域的研究热点，并在实际应用中展示了巨大 前景。因此，探索铜催化新型反应是过渡金属催化领域中的一个新动向， 而且也对化学工业绿色化也具有重要意义。 2 ）课题设计：有机含氮化 合物广泛存在于自然界 , 如氨基酸、多肽和蛋白质等 ; 许多医药、农药、 染料和功能材料等也都是有机含氮化合物。因而，碳- 氮键形成反应也始 终是有机合成化
6、学领域特别关注的课题。 3 ）实验研究 a. 反应底物制 备除了商品化的底物外，底物将通过一步或多步化学合成的方法制备。 已知化合物经 1HNMR, 13H NMR 鉴定结构及纯度，未经报道化合物经 1H-NMR 、13C-NMR 、IR、MS 、HPLC 及元素分析等全面表征，并鉴定纯度。 反应溶剂的处理除了商业上获得的分析纯试剂外， 所有新蒸使用的无水 溶剂均严格按照标准方法进行除水、除氧处理。 b. 反应的进行所有的 反应操作均采用 Schlenk 技术，在高纯氮气稍为正压下的条件下进行。 首先使用目前的最优化的催化体系来检验每一系列底物的模型化合物。 反应利用 TLC来跟踪，以确定反应
7、的进行程度。反应结束后，通过硅胶 色谱柱分离得到产物，利用IR、NMR 、MS 、元素分析等分析仪器确定其结构。 c. 反应条件的优化通过改变铜盐、配体、碱、溶剂、温度等条 件来获得每一系列模型底物最佳的反应状态，即反应的转化率和选择性 最高，并且反应条件尽可能的温和。反应通过HPLC 分析。 d. 底物空 间的扩展在每一系列最佳条件下，将每一系列模型底物的范围展开。当 反应结束时，通过分离提纯， 得到目标产物， 计算出独立收率。 4) 撰 写论文或研究报告 5) 结题和答辩 6) 项目鉴定 7) 成果推广和论文发 表进度安排：1) 2013年 4 月-2013 年 6 月文献查阅和课题设计2
8、 ） 2013 年 7 月-2014 年 4 月合成系列底物， 探索铜催化选择性Ullmann 偶联反应；3 ） 2014年 5 月-2014 年 7 月, 探索铜催化 Ullmann 偶联反应机理的实验；4 ）2014年 8 月-2014 年 9 月 撰写论文和研究报告， 结题和答辩， 项目 鉴定成果形式及内容、效益：在 SCI 期刊发表文章1 篇，申请中国发明专利1 项。学生在知识、技能方面的收获：1) 掌握物质变化的技能， 掌握有机化合物的制备， 分离和表征方法。 加 深对现代有机合成和金属有机化学的理解掌握，培养用实验方法获取新 知识的能力。2) 掌握有机合成化学实验的技能， 培养独立
9、工作的能力和独立思考的能 力培养细致观察和记录实验现象以及归纳综合正确处理数据，用文字 表达实验结果的能力。3) 培养实事求是的科学态度， 准确细致整洁等良好的科学习惯以及科学 的思维方法培养敬业一丝不苟和团结协作的工作精神，养成良好的实 验室工作习惯。经费预算： 600 元上级拨款： 600 元学校资助： 0 元导师资助： 0 元学校批准额度： 600 元耗材： 100 元, 备注： ; 小型设备： 100 元,备注： ; 资料文印： 100 元, 备注： ; 市交： 100 元, 备注： ;差旅： 100 元, 备注： ; 其他： 100 元, 备注：立项时间： 2013-05 结题时间：暂未结题项目附件：无附件上传
