阳离子金属化合物在合成杂环化合物中的应用研究开题报告

1. 研究目的与意义

1953年前后k.齐格勒和g.纳塔发明了四氯化钛-三乙基铝[ticl4-al(c2h5)3]催化剂即ziegler-natta catalyst。该催化剂能够用于常压下聚合乙烯，所得聚乙烯具有立体规整性好、结晶度高等特点。由此带动了研究与不同金属配位的配位聚合催化剂。两人也因此获得了1963年诺贝尔化学奖。目前，ziegler-natta型催化剂已发展到了第五代，世界上制备聚烯烃产品绝大部分都是齐格勒纳塔催化剂。现在，阳离子型金属有机化合物催化烯烃聚合越来越受人们的关注，并且已经在有机合成方面得到比较广泛的应用。阳离子金属有机化合物是催化烯烃聚合反应的活性物种，其结构与性质直接影响所得到聚合物的微观结构，具有重要的研究价值。与为数众多的中性及阴离子型金属化合物相比，由于具有较高的反应性、合成与分离不易、更高的催化活性和更好的立体选择性，阳离子金属有机化合物直到最近才逐渐得到重视。ricci研究了以mao为助催化剂下，不同的含氮配体fecl₂中配体对1,3-双烯烃聚合活性和选择性的影响，当配体为以1,10-邻菲咯啉或2,2-联吡啶时，相应催化剂在低温下具有中等的催化活性，所得聚丁二烯以 1,2-结构为主。由由四氟硼酸镍或者三氟甲磺酸镍的六水和物与不同种类的含氮配体在甲醇中反应制得的阳离子型镍化合物，在easc的作用下，这些阳离子化合物丁二烯聚合可以获得顺式1,4含量达到92.1%的液态聚丁二烯（m_w~2*10⁴)，聚合物在改性高分子的弹性塑性中具备更好的作用。另外，温度对催化活性有着至关重要的影响。本论文希望通过设计出具有催化活性的阳离子金属化合物应用于有机合成，尤其是含氮杂环化合物的合成。

杂环化学是有机化学的一个主要组成部分。在现今所有的有机化合物中，杂环化合物约占总数量的三分之一左右。而含氮杂环化合物又是杂环化合物中的一个重要分支，这类化合物已广泛应用于农药、医药、食品添加剂、溶剂、电子材料、染料、固化剂、表面活性剂、橡胶助剂、聚氨酯助剂和离子交换树脂等等众多领域，在日常生产、生活中占有不可替代的重要地位。比如，在医药方面，吡唑的衍生物可以用于抗炎症、解热、止痛、肌肉松弛、抗心律不齐、镇痛剂、抗痉挛抗糖尿病和抗菌。安替比林，就是一种止痛药和退烧药；保泰松（苯基丁氮酮），是一种治疗关节炎的药物。除此之外，吡唑及其衍生物还可以作为抗氧化剂、****剂，也被应用于染色和农药等个方面。再比如，苯并咪唑类化合物是一种含有2个氮原子的苯并杂环化合物,可作为药物中间体,制备人、畜的驱虫药物等.苯并咪唑及其衍生物在农药和医药领域是一类重要的活性物质,近年来,被广泛报道在杀菌、杀虫、除草和植物生长调节等方面,具有较好的生物活性。因此改进在聚合反应中表现出优异的催化活性的阳离子金属化合物并用于含氮杂环化合物的合成从而研发出含氮类杂环化合物合成路线的多样化，这具有很高应用价值。

相对在烯烃聚合方面的应用，利用阳离子金属化合物在催化有机合成反应方面的应用却非常少，没有引起广泛的关注。因此，拓展阳离子金属化合物在有机合成中的应用具有重要的意义。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：

一、进行文献调研，了解论文主要内容，写出开题报告。

二、探索合成含不同阳离子金属有机化合物，如钴、铜、铁阳离子化合物的合成。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：以实验探究为主。

步骤：

1.合成阳离子金属化合物

4. 参考文献

[1] gibson, v.c.; spitzmesser, s.k. chem. rev. 2003, 103, 283.

[2] sheng,h.; zhou,h.; guo,h.; sun,h.; yao,y.; wang,j.; zhang,y.; shen, q. j. organomet. chem. 2007, 692, 1118.

[3] molander, g. a.; rzasa, r. m. j. org. chem. 2000, 65, 1215.

5. 计划与进度安排

1. 2022年12月25日－2022年3月16日（第1－2周）（2022.12.25-2022.3.16）：接受毕业论文任务书，查阅参考文献，完成开题报告。制定实验方案，做好实验所需仪器设备和化学试剂等各项准备工作。

2.2022年3月19日－5月11日（第3－10周）：正式进入实验室进行实验，考察各因素对合成的影响，找到最优化反应条件,完成实验量的50％左右，接受中期检查。

3.2022年5月14日－6月10日（第11- 14周）完成底物拓展实验，整理归纳实验数据，进行结果分析与讨论，完成毕业论文草稿。