炔酸酯参与的多组分反应研究开题报告

1. 研究目的与意义

在发展迅猛的当代，化工生产多是有机合成化学，其中催化反应占有及其重要的地位，选择适当的催化剂，可以加快反应的进程，目前主要使用的催化剂分为三类：有机催化剂，金属催化剂，酶催化剂。有机催化剂是指通过加入低于化学当量的不含有金属原子的有机化合物来加快化学反应速度，在药物合成及农业化学中，最终的产品即使有痕量的有害金属存在也是不允许的，而有机催化剂不需要使用过度金属或其他金属，它的主要优点是效率高，选择性好，环境友好，催化剂易制备，较稳定，价格便宜。

炔酸酯因其结构特点，可以作为一类具有多反应位点的物质，可以与含氮杂环或环氧杂环进行反应，通过大量实验，以温度、催化剂、反应物料比、反应时间等为变量，确定丁炔二酸二乙酯进行多组分反应的最佳条件，通过tlc法快速而且简单的进行色谱分析，以期望在药物设计合成方面有突破，是本课题的研究意义。

多组分反应是指三个或者三个以上的原料进行反应，其中至少需要两个及以上的官能团参与反应，其优点在于反应操作简单、原子利用率高、选择性高、具有多样性等。多组分反应是一组独特的反应，其中起始原料的大部分原子掺人最终产物中。多组分反应最早应用于有机合成，在有机合成中占有重要位置，特别是在药物前体的合成方面发挥了重要作用，一直广受有机合成化学家的青睐。多组分反应使三种及以上反应物在温和的条件下“一锅法”反应生成单一产物，从而通过简单地改变起始化合物，就可以得到多样性的产物。本课题设有三组分和四组分两个研究方向，在实验过程中，可以改变原料，以期望获得更多有意义产物。

2. 研究内容和预期目标

本课题主要有三组分和四组分两条合成路线，查阅有关资料，初步确定丁炔酸酯参与多组分反应的实验条件。

溶剂选择有甲苯、乙酸和乙醚，催化剂选择有cu、fecl3、i2，进行组合实验，并对产物进行表征（核磁、红外等),确定其结构，之后探索怎么样快速有效分离催化剂，以及催化剂的重复利用情况。

3. 研究的方法与步骤

以本课题合成路线及文献资料作参考，改变初始原料，验证炔酸酯参与的多组分反应中，催化剂是否必不可少：a.投料丁炔二酸二乙酯、苯胺、丙二腈以及芳醛，室温下进行研磨；b.投料丁炔二酸二乙酯、苯胺、丙二腈以及芳醛，高温下7小时反应。在此基础上，探索绿色高效率催化剂：c.投料丁炔二酸二乙酯、苯胺、丙二腈以及芳醛，加入催化剂阳离子交换树脂，研磨下反应；d.投料丁炔二酸二乙酯、苯胺、丙二腈以及芳醛，加入催化剂对甲苯磺酸，高温下7小时反应。通过查阅文献资料，初步确定催化体系，FeCl₃、乙酸、有机胺等探索在不同的催化剂条件下，其他实验条件不变，反应进行的程度及实验现象。e.投料丁炔二酸二乙酯、苯胺、双甲酮以及芳醛，探索四组分反应的最佳条件；f.投料丁炔二酸二乙酯、丙二腈以及双甲酮，探索三组分反应的最佳条件。

4. 参考文献

[1] boominathan m, nagaraj m, muthusubramanian s, et al. efficient atom economical one-pot multicomponent synthesis of densely functionalized 4h-chromene derivatives[j]. tetrahedron, 2011, 67: 6057-6064.

[2] 肖立伟, 彭晓霞, 周秋香, 等. 多组分反应在合成多取代咪唑类化合物中的应用[j]. 有机化学, 2015, 35: 1204-1215.

[3] safari j, javadian l. ultrasound assisted the green synthesis of 2-amino-4h-chromene derivatives catalyzed by fe₃o₄-functionalized nanoparticles with chitosan as a novel and reusable magnetic catalyst[j]. ultrason sonochem, 2015, 22: 341-348.

5. 计划与进度安排

（1）2022-3-4至2022-3-17（第二、第三周）查文献，学习理论知识，了解催化体系，初步确定反应条件，写出开题报告。

（2）2022-3-18至2022-6-2（第四周到第十四周）完成实验，通过对比实验，选择出最合适的催化剂及反应条件，进行记录。