基本信息
- 项目名称：
- 1，2，4一噁二唑丙酸的合成研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本课题研究的主要观点是用4-溴苯腈、对氯苯甲腈、对甲苯腈、对三氟甲基苯腈）和取代吡啶(2-氰基吡啶、3-氰基吡啶、4-氰基吡啶、2-氯4-氰基吡啶) 为起始原料，通过与盐酸羟胺加成得到取代基偕胺肟化合物，这些化合物再与丁二酸酐熔融，形成关环反应。希望找出一种几乎不使用有机溶剂,对环境没有污染的绿色方法合成1，2，4一噁二唑丙酸的方法。
- 详细介绍：
- 以取代苯睛（4-溴苯腈、对氯苯甲腈、对甲苯腈、对三氟甲基苯腈）和取代吡啶(2-氰基吡啶、3-氰基吡啶、4-氰基吡啶、2-氯4-氰基吡啶) 为起始原料，与盐酸羟胺在无水碳酸钠催化下反应生成取代苯基偕胺肟（吡啶取代基偕胺肟），取代偕胺肟与丁二酸酐在130℃油浴熔融反应，得到1，2，4一噁二唑类化合物。整个过程几乎不使用有机溶剂,对环境没有污染。 1. 吡啶基偕胺肟的合成 称取氰基吡啶0.2mol于500ml圆底烧瓶中，加入20ml乙醇搅拌溶解。称取盐酸羟胺0.4mol于小烧杯中，加入40ml水溶解，将得到的盐酸羟胺溶液倒入氰基吡啶的乙醇溶液中。再称取无水碳酸钠0.4mol，溶于120ml水中，加入完成后将水浴升温至85℃，恒温反应5h，放置过夜后，旋出少量水，有沉淀生成，过滤，水洗，得到吡啶基偕胺肟晶体（TLC检测）。 2. 吡啶基-1,2,4-噁二唑丙酸的合成 称取所得吡啶基偕胺肟晶体0.04mol于100ml圆底烧瓶中，加入丁二酸酐0.08mol，搅拌，130℃油浴熔融4h，冷却后，分别用水、乙酸乙酯洗涤，过滤，得到白色粉末状固体（TLC检测）。 3. 苯基偕胺肟的合成 称取苯基甲腈于500ml圆底烧瓶中，加入20ml乙醇搅拌溶解。称取盐酸羟胺0.4mol于小烧杯中，加入40ml水溶解，将得到的盐酸羟胺溶液倒入苯基甲腈的乙醇溶液中。再称取无水碳酸钠0.4mol，溶于120ml水中，缓慢滴加到上述溶液中，加入完成后将水浴升温至85℃，恒温反应5h，放置过夜后，旋出少量水，有沉淀生成，过滤，水洗，得到苯基偕胺肟晶体（TLC检测）。 4苯基 -1,2,4-噁二唑丙酸的合成 称取所得苯基偕胺肟晶体0.04mol于100ml圆底烧瓶中，加入丁二酸酐0.08mol，搅拌，130℃油浴熔融4h，冷却后，冷却后，用水洗，过滤，得到的固体用NaOH溶液溶解，滤去不溶物，将滤液酸化到PH值为3左右，析出固体，过滤，水洗，得到白色固体（TLC检测）。 5.对合成产物进行表征 分别用红外光谱和核磁氢谱对合成产物进行分析，验证是否得到目标产物。 （三）预期价值：本课题的理论创新程度或实际应用价值。 常见噁二唑衍生物的合成方法有双酰肼环合、酰基四唑重排和羰基腙氧化等三种方法 。这些方法无一例外的使用有机溶剂。几乎不使用有机溶剂合成噁二唑基丙酸的方法未见文献报道。本课题在偕胺肟合成中只使用少量乙醇，用熔融的方法噁二唑基丙酸，合成中不使用其它有机溶剂，是一种新的合成噁二唑基丙酸的方法。此方法对环境没有污染，是一种绿色环保的方法。 在医药和农药的研究发展中，杂环化合物具有十分重要的地位，在杂环化合物中，含有氧、氮原子的1，2，4一噁二唑杂环衍生物，又显得尤为重要〕。1，2，4一噁二唑衍生物属于五元杂环类化合物，具有广泛生理和生物活性，在新农药研究和开发中具有杀虫、 杀瞒、杀菌、除草等生物活性，在药物的研究开发中具有抗炎、降压、降血脂、抗惊厥等生理活性。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 药物作为用于治疗预防和诊断疾病的化学物质在人类的生存发展过程中起着重要的作用。 以取代苯睛和取代吡啶 为起始原料，与盐酸羟胺在无水碳酸钠催化下反应生成取代苯基偕胺肟，取代偕胺肟与丁二酸酐在130℃油浴熔融反应，得到1，2，4一噁二唑类化合物。整个过程几乎不使用有机溶剂,对环境没有污染。
科学性、先进性及独特之处
- 常见噁二唑衍生物的合成方法有双酰肼环合、酰基四唑重排和羰基腙氧化等三种方法 。这些方法无一例外的使用有机溶剂。几乎不使用有机溶剂合成噁二唑基丙酸的方法未见文献报道。本课题在偕胺肟合成中只使用少量乙醇，用熔融的方法噁二唑基丙酸，合成中不使用其它有机溶剂，是一种新的合成噁二唑基丙酸的方法。此方法对环境没有污染，是一种绿色环保的方法。
应用价值和现实意义
- 几乎不使用有机溶剂合成噁二唑基丙酸的方法未见文献报道。合成中不使用其它有机溶剂，是一种新的合成噁二唑基丙酸的方法。此方法对环境没有污染，是一种绿色环保的方法。1，2，4一噁二唑衍生物属于五元杂环类化合物，具有广泛生理和生物活性，在新农药研究和开发中具有杀虫、杀瞒、杀菌、除草等生物活性，在药物的研究开发中具有抗炎、降压、降血脂、抗惊厥等生理活性。
学术论文摘要
- 用氰基吡啶（苯基甲腈）通过加成、熔融关环反应，合成了四个3-(3-(吡啶-基)-1,2,4-噁二唑-5-基) 丙酸和四个3-（3-（苯-基）-1,2,4-噁二唑-5-基）丙酸，关环反应产率达到60%,产物结构经红外光谱和核磁氢谱得到了表征。结果表明：该方法操作简单,基本没有污染,是一种绿色环保的合成1,2,4-噁二唑衍生物的方法。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]大木道则，金岗佑一，吉天善一著，安守忠译，含氮有机化合物概论[M]，科学出版社.1983，195一199. [2]SomeyaS.，Koura5.，Ito M.et al. Perparation of 5-(phenoxymethyl)-and 5-[(2- Pyridinyloxy)methyl]-1，2，4-oxadiazoles as herbicides [P].EP:245818，1987. [3]Ryu E.K..,Chung K.H.,Lee W.H.et al .Herbicidal qulnolinyloxadiazoles [p]. WO:9404530，1994. [4]King W..F.，wheeler R.E.,Substituted oxadiazole and their use as corn root worm insecticides[P」.US:4237121，1980. [5」Gutman A.D.5-(Cyclopropanecarbonyl)-1，2，4-oxadiazoles as insecticides and acaricides[P」.US:4134985，1979. [6] 杨骏,花文廷. 2,5-二取代-1,3,4-噁二唑类化合物的合成[J],化学通报, 1996,(9):18-26
同类课题研究水平概述
- 随着科学技术的不断发展，人类生活水平的不断提高，人们对药物的要求也越来越高。如何合成药效高、选择性高、副作用小并且使用方便的药物，一直是制药工作者们努力的方向。农药是保证粮食丰收和经济作物丰产的基础，农药在长期运用过程中会产生抗药性，不断的研究和开发新的农药势在必行。在医药和农药的研究发展中，杂环化合物具有十分重要的地位，无论是含杂在医药和农药的研究发展中，杂环化合物具有十分重要的地位，无论是含杂环的天然产物及修饰产物，还是人工合成的含杂环的新的化学实体，在医药和农药研究和开发中都起着举足轻重的作用。在杂环化合物中，含有氧、氮原子的1，2，4一噁二唑杂环衍生物，又显得尤为重要〔1〕。1，2，4一噁二唑衍生物属于五元杂环类化合物，具有广泛生理和生物活性，在新农药研究和开发中具有杀虫、杀瞒、杀菌、除草等生物活性，在药物的研究开发中具有抗炎、降压、降血脂、抗惊厥等生理活性。因此在新的医药和农药设计中常被作为有效的活性基团。1，2，4噁二唑类除草剂是近几年研究和开发的一类新型除草剂，它具有高效、选择性好、生物降解率高的特点，是一种极有发展前景的除草剂。日本的somyea，Shinzo等人研究的可作为除草剂，它可以除去阔叶类和沙草科杂草而对水稻和土壤无毒性〔2]，其中Rl为氯或甲基，韩国的Ryu，EungKul等人研究的也具有除草活性，它对水稻和杂草有很强的选择性，可以保护水稻免受农药残留物的损害〔3]。1980年美国King，wlliimaE等人研究的可以作为玉米根虫的杀虫剂〔4〕。美国Gutmna，AmoldD.合成的可作为杀虫、杀蜗剂〔5}。常见噁二唑衍生物的合成方法有双酰肼环合、酰基四唑重排和羰基腙氧化等三种方法[6] 。几乎不使用有机溶剂合成噁二唑基丙酸的方法未见文献报道。
