二苯甲酰甲烷及其衍生物的合成新方法与性能研究

【摘要】： 紫外线是一种高能电磁波,长时间暴露在紫外线下,人体皮肤会发生病变,严重时甚至引发皮肤癌。随着工业的迅速发展,臭氧层遭到的破坏日益严重,以致到达地面的紫外线辐射量逐渐增加,对人们的危害也越来越大。因此,研制能抵制紫外线,并能应用于人们的日常生活中的紫外线吸收剂,具有重要意义。二苯甲酰甲烷类是目前公认的安全性较高的紫外线吸收剂。 目前,绿色化学越来越受到人们的重视。原子利用率高且对环境友好的合成方法成为化学工作者研究的热点。微波辐射由于其独特的作用机理,使有机合成化学反应可以在短时间内高产率地完成,且操作简单,因此是一种理想的加热方式。本文以绿色化学为指导原则,采用微波辐射对二苯甲酰甲烷类紫外线吸收剂的合成进行研究,具体如下; (1)以对叔丁基甲苯为起始原料,在微波辐射的照射下,相转移催化环境友好地氧化合成了对叔丁基苯甲酸。系统考察了各因素对反应的影响,实验结果表明:以苄基三乙基氯化铵(BTEAC)为相转移催化剂,对叔丁基甲苯与高锰酸钾的摩尔配比为1:1.5;反应功率为660W;反应时间为50min,所得产率为82.6%。产物的结构用IR、1HNMR进行了表征。 (2)在微波辐射下,以浓H_2SO_4为催化剂,对叔丁基苯甲酸、无水甲醇为酯化原料,合成了对叔丁基苯甲酸甲酯,其中采用单因素考察了对叔丁基苯甲酸甲酯合成的因素影响。实验证明,在微波辐射下,以浓H_2SO_4为催化剂时,酯化反应较传统方法产率更高、产物更纯。产物结构用IR、~1HNMR进行了表征。 (3)芳香酮与芳香酯,在强碱作用下发生Claisen缩合,合成了5个二苯甲酰甲烷结构的化合物。并正交设计法,系统考察了主要产物(4-叔丁基-4′-甲氧基二苯甲酰甲烷)合成的影响因素。通过IR、~1HNMR、MS对这些产品的结构进行了表征。 (4)按国家标准对这5个目标产物的紫外-可见光谱进行了测定,并且按它们在紫外光区吸收的波段不同进行复配,测定复配物的紫外线吸收性能。结果表明,相较于传统加热方法,微波辐射进行充分的内部加热,反应物不易碳化,提高原子利用率,使反应速率大大加快,极大地缩短反应时间,提高了反应效率,是一种绿色高效的合成方法。合成所得的5个化合物的分别在紫外线A、B波段有较好的吸收,相互组合复配得到的复合物能吸收包括UV-A和UV-B在内的紫外线,是一种良好的紫外线全波段吸收剂。 【关键词】：二苯甲酰甲烷及其衍生物 Claisen缩合 微波辐射 紫外线防护
【学位授予单位】：广东药学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：R914
【目录】：

• 中文摘要6-8
• 英文摘要8-10
• 第一章 前言10-24
• 1.1 紫外线的相关知识10-11
• 1.2 紫外线对皮肤的危害11-12
• 1.3 紫外线对免疫系统的危害12-14
• 1.4 紫外线防护剂的分类14-18
• 1.5 二苯甲酰甲烷类紫外线吸收剂的作用机理18-19
• 1.6 二苯甲酰甲烷类紫外线吸收剂的研究进展19-20
• 1.7 微波技术相关知识20-24
• 1.7.1 微波技术简介20-21
• 1.7.2 微波技术原理21-22
• 1.7.3 微波技术在有机化学领域的应用22-24
• 第二章 合成路线及目标物的设计24-30
• 2.1 合成方法简述24
• 2.2 合成路线设计24-26
• 2.2.1 中间体为芳香羧酸(酯)24-25
• 2.2.2 所得中间体为酰氯25-26
• 2.3 化合物的设计26-30
• 2.3.1 化合物合成部分26-28
• 2.3.2 紫外线吸收性能的主要测试方法28-29
• 2.3.3 性能测试部分29-30
• 第三章 对叔丁基苯甲酸的合成30-37
• 3.1 反应概述30-31
• 3.2 主要仪器与试剂31-32
• 3.2.1 主要仪器31
• 3.2.2 主要试剂31-32
• 3.3 实验部分32-35
• 3.3.1 对叔丁基苯甲酸的合成32
• 3.3.2 结果与讨论32-35
• 3.4 产品结构表征35-36
• 3.5 小结36-37
• 第四章 对叔丁基苯甲酸甲酯的合成37-43
• 4.1 反应概述37
• 4.2 主要仪器与试剂37-38
• 4.2.1 主要仪器37-38
• 4.2.2 主要试剂38
• 4.3 实验部分38-42
• 4.3.1 对叔丁基苯甲酸甲酯的合成38
• 4.3.2 结果与讨论38-42
• 4.4 产品结构表征42
• 4.5 小结42-43
• 第五章 目标物的合成43-52
• 5.1 反应概述43
• 5.2 主要仪器与试剂43-44
• 5.2.1 主要仪器43-44
• 5.2.2 主要试剂44
• 5.3 实验部分44-49
• 5.3.1 目标化合物的合成44-45
• 5.3.2 目标化合物B 的合成讨论45-49
• 5.4 产品结构表征49-51
• 5.4.1 目标物 A 的分析及谱图解析49
• 5.4.2 目标物 B 的分析及谱图解析49-50
• 5.4.3 目标物 C 的分析及谱图解析50
• 5.4.4 目标物 D 的分析及谱图解析50-51
• 5.4.5 目标物 E 的分析及谱图解析51
• 5.5 微波法与常规法的收率比较51
• 5.6 小结51-52
• 第六章 目标物的性能分析52-56
• 6.1 目标化合物的紫外线吸收光谱分析52-54
• 6.2 复配物的紫外线吸收光谱分析54-55
• 6.3 小结55-56
• 第七章 结论56-58
• 创新点与展望58-59
• 参考文献59-65
• 致谢65-66
• 发表论文66-67
• 附图67-79

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