甲酰化酞菁铜的制备及应用研究+文献
综述
摘要：本研究是为企业现有产品酞菁铜（A）及偶氮化合物N-苯基-2-羟基-4-对甲酰基苯偶氮基萘甲酰胺（B）开发应用的研究项目。A和B分别是企业生产的两种商业化产品，A是蓝色颜料，B是大红色颜料，他们不仅耐有机溶剂、耐酸碱、耐化学腐蚀等性能优异，而且耐光、耐候、耐温性也很好，已广泛被涂料、塑料、油墨等行业采用；吲哚碳菁具有摩尔消光系数大、荧光性能好、对光和热稳定性高等特点，将取代吲哚引入A和B的分子结构中，可以得到有应用前景的新型颜料。以A为原料经过维尔斯迈尔反应，制备甲酰化酞菁铜（C）；以2,3,3-三甲基取代吲哚啉为原料，与碘乙烷成盐，得到吲哚啉盐（D），再将D分别与B 和C进行缩合反应得到1-乙基-3,3-二甲基-2-（β-N-苯基-2-羟基-4-对偶氮基萘甲酰胺苯乙烯基）-3H-吲哚碘化物（E）和1-乙基-3,3-二甲基-2-（β-酞菁铜乙烯基）-3H-吲哚碘化物（F）。重点
考察了化合物C的制备及B、C与活泼亚甲基化合物吲哚啉D作用的可行性。实验结果表明：通过维尔斯迈尔反应实现了酞菁的甲酰得到了化合物C，通过芳醛和活泼亚甲基化合物缩合反应得到了化合物E，化合物F的制备在现有条件下难以实现。6689
关键词：酞菁铜；取代酞菁；维尔斯迈尔反应；偶氮颜料；吲哚啉
The preparation and application of substituted Phthalocyanine
Abstract: This study is for the company’s existing copper phthalocyanine (A) and n-hydroxy-methyl phenyl azo naphthalene-carboxamide (B) development of applied research projects. A and B are produced by two commercial products, A is a blue pigment,B is a red pigment.They are not only organic solvent resistance, acid and alkali, excellent corrosion resistance and light resistance, weather resistance, temperature resistance is also
very good, already widely used in paints, plastics, inks and other industries; Indole carbon-Ching has large molar extinction coefficient, good, light and fluorescence properties and high thermal stability, will replace the indole into the molecular structure of A and B, can get the application prospect of new paint. After Vilsmeier reaction to a raw materials, preparation of acid copper phthalocyanine(C); With trimethyl-substituted indoline as raw material, and iodide salts get indoline salts (D), D condensation reactions with the B and C are respectively 1-ethyl- -3,3-dimethyl-2-(β-n-phenyl-2-hydroxy-4-of for mamide styryl-azo naphthalene)-3H-indole iodide(E) and 1-ethyl-3,3-dimethyl -2-(β-phthalocyanine copper vinyl) -3H-indole iodide (F). Focused its investigation on compound preparation of C and B, C with active methylene compounds indoline D feasibility. Experimental results show that: Phthalocyanine through Vilsmeier reaction of Carbonyl get compound C, Through a condensation reaction of aromatic aldehyde with active methylene compounds are chemical compounds E, Compound F preparation is difficult to achieve under the existing conditions.
1.2.6酞菁铜衍生物的合成7
1.3偶氮颜料概述10
1.4吲哚概述11
1.4.1吲哚的结构及性质11
1.4.2吲哚的应用11
1.4.3N-取代吲哚衍生物的合成路线12 1.5维尔斯迈尔反应12
1.6本课题研究意义及内容13
1.6.1研究内容13
1.6.2研究目的及意义15
2实验部分15
2.1仪器和试剂15
2.1.1实验仪器15
2.1.2实验试剂16
2.2实验17
2.2.1甲酰酞菁铜的制备17
2.2.21-乙基-2，3，3-三甲基-3H-碘代吲哚的制备18
2.2.31-乙基-3，3-二甲基-2-（Β-N-苯基-2-羟基-4-对偶氮基萘甲酰胺苯乙烯基）-3H-吲哚碘化物的制备18
2.2.41-乙基-3，3-二甲基-2-（Β-酞菁铜乙烯基）-3H-吲哚碘化物的制备19
2.2.5反应装置19
2.3产物的性能考察20 2.
3.1产物结构表征20
2.3.2紫外可见光谱20
3结果与讨论21
3.1结果分析21
3.2结构分析21
3.2.1红外光谱分析21
3.2.2紫外-可见光谱分析22 4结论28
致谢29
参考文献30
1.1.2有机颜料的改性
有机颜料给色能力取决于颗粒在介质中分散性的好坏，为使颜料商品具有符合要求的应用性能，添加各种类型的助剂、颜料分散剂、有机颜料衍生物与特定的添加剂等，在调整有机颜料粒径大小与分布、颜料晶型种类、改变颜料粒子表面极性过程中，起着十分重要的作用。通常用的改性方法有下列几种：
（1）调整颜料粒径大小与分布，改进着色强度、光泽度及透明性；
（2）改进颜料粒子的软质结构，提高易分散性能；
（3）调整颜料表面极性与分散介质的相容性或匹配性；
（4）改变产品的亲水或亲油性，制备专用剂型(如水性涂料、溶剂型印墨及塑料着色用色母粒等)；
（5）增加颜料粒子空位效应或空间障碍，提高颜料分散体系贮存稳定性；
（6）改进颜料耐热稳定性能。
1.1.3荧光颜料的概述
荧光颜料是不溶于介质而带有荧光的有色物质。荧光物质吸收可见光后，能把人眼不能感受到的紫外荧光转变成为一定颜色的可见光，其总的反射光强度比一般普通有色物质高。荧光颜料分为荧光色素颜料和荧光树脂颜料两种类型。
（1）荧光色素颜料
该类颜料属于有机荧光颜料。它与一般的有机颜料一样，是色素的集合粒子，能够保持荧光性，具有鲜艳的色彩。
此类颜料耐日光牢度较低，虽其着色力较高，但荧光强度及鲜艳性低于荧光树脂颜料。
（2）荧光树脂颜料
该类颜料是将带有荧光的可溶性染料混入某些树脂的初期聚合中，待树脂固化后经粉碎成细粉。该法易操作，染料含量高，可制得高强度，耐光牢度好的产品。
1.1.4有机荧光颜料的化学组成
有机荧光颜料由荧光染料和基料组成。荧光染料也称荧光体、荧光物。基料也称为载体。二者有良好的互溶性。
1.2.2酞菁及酞菁铜的结构
酞菁是具有四氮杂四苯并卟啉结构的化合物，分子结构与叶绿素和血红素等天然物质的结构非常相似。在
酞菁分子中，通过α位联结4个吡咯环的甲基被氮原子取代，而吡咯环上的α氢又被苯环所替代。酞菁也可以看作是由4个异吲哚环组成封闭的十六员环，碳和氮在环上交替地排列形成一个环状轮烯结构。酞菁分子本身是具有18个π电子的大π共轭体系，电子密度分布均匀，各个碳氮键的键长几乎相等，酞菁结构如图1.1所示；酞菁环组成二维共轭π电子体系，在此体系中，18个π电子分别于内环C-N位[1]，在红外光区酞菁具有强烈的吸收。
图1.1酞菁图1.2金属酞菁(MPc)
在酞菁分子结构中，环内是一个直径约为2.7×10-10m 的孔穴，孔穴内可以容纳多种金属元素或非金属元素。酞菁分子中心的2个氢原子被不同的元素取代后与氮原子形成共价键，其余2个氮原子以配位键与中心元素键合成稳定的配合物。与酞菁形成配合物的主要是金属元素，通常称为金属酞菁(MPc) [2],结构如图1.2所示，具有D2n点群对称性。由于酞菁及金属化合物的热稳定性，其在空气中加热
到400~500℃不发生明显分解，加上酞菁化合物种类的多样性和其表现出的优异性能，使得酞菁的基础研究和应用研究得以广泛进行。
1.2.3酞菁及酞菁铜的性质和应用
酞菁的分子结构，是一个具有18个π电子的大兀共轭体系，形成一个大的杂环结构，完全为一个平面，使得结构非常稳定。环的中心是一个直径大约0.27nm 的空间，可以容纳金属元素与其络合，金属铜(Ⅱ)离子的直径与这个尺寸最接近，从结构上说，铜酞菁是金属酞菁中最稳定的。迄今除了铜酞菁，已经合成的金属酞菁超过40种，其中可以用于商业化颜料的很少，有少数品种可以用作染料。
图1.3取代酞菁类化合物分子结构式
图1.4不对称酞菁类化合物分子结构式
酞菁化合物的耐热性非常好，对化学试剂十分稳定。酞菁难溶于水，能溶于一些有机溶剂，在酞菁的分子母体上引入磺酸基、羧酸基、酰胺基等强极性基团，其水溶性增强，可制得水溶性酞菁，引入烃基或大体积基团则可明显增加它们在有机溶剂中的溶解性[5]。取代酞菁铜具有独特的颜色、较低的生产成本、非常好的稳定性及着色性，最早应用于染料工业。取代酞菁铜可依据取代基的结构及性能具有一定的独特结构性能，可改变有机颜料的诸多性能。
1.2.5酞菁铜的制备
酞菁颜料是有机颜料中的一大支柱，而铜酞菁又是最重要的金属颜料之一。我国是世界铜酞菁的主要生产国之一，但长期以来，生产工艺没有进行过大的改革。目前生产铜酞菁的方法主要有邻苯二腈法和苯酐尿素法。前者是用邻苯二腈和铜盐，在触媒作用与饱和氨气的环境中加热得到；后者是以苯酐、尿素、氯化亚铜、钼酸铵等作为原料加热制得。苯酐尿素法又有固
相法和液相法。液相法是将原料溶解在三氯化苯等有机溶剂中进行反应，产品质量较好，CuPc 含量可达85%以上；固相法是将原料加热至140℃熔化后再装入金属盘内在240~260℃下反应4~5h制得。邻苯二腈法的原料缺乏、成本高、毒性大。苯酐法中的溶剂法虽然产率高，但能量消耗大、后处理困难，用三氯苯为溶剂时有毒，生产过程中易生成致癌物质多氯联苯，从而造成环境污染。近年来由于环境保护和节约能源的需要，固相法越来越受到重视。固相法的优点是：三废少、反应时同短、设备简单。但产品质量差、产率比较低。
（1）苯酐尿素法
将苯酐，尿素，氯化亚铜及三氯苯一并加入缩合釜，搅拌加热到175℃，使物料溶解，保温175℃反应3小时，然后将温度升到200℃，加入钼酸铵，再保温200℃反应5小时。用水蒸汽蒸馏法去除溶剂三氯苯，循环使用，(此时产物纯度达92%)。物料用稀氢氧化钠溶液漂洗，去除碱性杂质，再将物料在稀硫酸溶液中加热以进一步击除酸溶性杂质。物料经过滤、水冼至中性后，干燥、粉碎。此时产物的纯度可达95%以上。
1.2.6酞菁铜衍生物的合成
在酞菁环上引入取代基，大多采用先将取代基引入到作为“分子碎片”的邻苯二甲腈或邻苯二甲酸酐等上，然后“分子碎片”环合而成。随着对取代酞菁化合物合成的不断深入，到目前为止，合成取代酞菁化合物的方法按取代基是否相同可以分为两大类：对称酞菁衍生物和不对称酞菁衍生物。
（1）对称取代铜酞菁类化合物的合成
对称取代铜酞菁的合成，采用先将取代基引入到作为“分子碎片”的邻苯二甲腈或邻苯二甲酸酐等上，然后将具有同种取代基的“分子碎片”环合而成。以邻二甲苯为原料制备对称取代酞菁为例，反应如下：
此合成方法的步骤较多，工艺较复杂，成本高收率低，有待于进一步改进，期望可以提高收率。
（2）不对称取代铜酞菁类化合物的合成
不对称取代铜酞菁的合成，目前也多采用先将取代基引入到作为“分子碎片”的邻苯二甲腈或邻苯二甲酸酐等上，然后将具有不同种取代基的“分子碎片”环合而成。以取代邻苯二甲腈为原料制备不对称取代酞菁为例，反应如下：
酞菁的合成过程中,是四个异吲哚类小环如二亚氨基异吲哚逐步缩合最终关环形成大环共轭结构的,如果没有空间位阻的影响，其缩合是概率性的,因此合成不对称酞菁的产率从概率上讲就非常低,合成难度大,产物种类多,且分离的难度更大[8]。
不对称酞菁的合成方法一般还有下面几种：
① 概率性缩合方法：利用两种取代基的1,3-二亚氨基
异吲哚以一定比例概率性随机缩合反应，比例不等，得到对称和不对称混合的酞菁产物，或者是两种取代基邻苯二氰在金属盐如卤化物的作用下缩合反应，得到金属酞菁产物；此方法的困难在于反应后的分离纯化的后续工作上，产物中对称产物占多数。
由于金属酞菁的高稳定性难溶性，使得酞菁中的芳环不像一般芳环那样容易发生氯甲基取代反应，采用下列3种方法进行氯甲基化：
① 用(HCHO)n-HCl为氯甲基源，H3PO4作为催化剂，考虑到酞菁的难溶性，用浓硫酸作为有机溶剂，90℃反应3h，冷却，用冰水稀释，低温多次洗涤至滤液用AgNO3溶液检验无白色沉淀为止，得到固体蓝色物质。
② 用ClCH2OCH3作为氯甲基源，硫酸为溶剂。90℃反应3h，冷却后，其余步骤按法(1)处理，得蓝色固体。
③ 用(HCHO)n-HSO2Cl为氯甲基源，浓硫酸作为溶
剂，90℃反应3h，冷却后，其余步骤按法(1)处理，得蓝色固体。
法①和法②产物经碱水解并酸化后，向滤液中加入AgNO3，溶液中无白色沉淀产生，表明在酞菁芳环上没有引入氯甲基。而同样条件下，法③产物有白色沉淀，表明用此法将氯甲基引入了酞菁芳环。经离子色谱分析，氯含量为5.8%，由计算可知，酞菁环上引入了1个氯甲基（理论含氯量为5.6%）。用元素分析法测定，其C、H、N的含量分别为62.43%、3.64%、16.94%，与铜酞菁上一个氯甲基后的理论值63.16%、3.21%、17.86%基本吻合。温度对法③的影响很大，温度过高，在酞菁环上产生氯磺酸与酞菁环的取代反应，-SO2Cl 取代酞菁环上的H，生成酞菁环的氯磺化取代；温度过低，则氯甲基化取代反应不能进行。实验表明，反应温度控制在60~90℃左右较合适。
1.3偶氮颜料概述
分子中含有偶氮基(-N=N-)的颜料都统称为偶氮颜料，其中根据颜料分子中偶氮基的数量又可分为单偶氮颜料和双偶氮颜料。偶氮颜料的色谱主要有黄、红、橙
三种，当中也有极少量的棕色和紫色。环保型不溶性偶氮颜料作为偶氮颜料的一种，被广泛地应用于油墨、涂料、橡胶、印花涂料色浆中。
偶氮颜料主要是由两个有机中间体通过重氮和偶合反应生成，常用的中间体约90个，通过不同的中间体互相搭配可以合成几百种色光(黄光红色、蓝光红色、红光黄色、绿光黄色等)、浓度和特性(应用牢度、吸油值等)各不相同的有机颜料。
1.4.2吲哚的应用
吲哚以其特有的化学结构使由其衍生出的医药和农药具有独特的生理性，许多生理活性很强的天然物质均为吲哚的衍生物。吲哚类生物碱具有重要的生物活性，在已发现的天然吲哚类化合物中，有四十多种可做治疗型药物[13] ，如可治疗心血管病、糖尿病及肺癌等多种疾病[14]。吲哚类化合物在医药领域的应用非常广泛，如主要由5-甲氧基吲哚制取的松果腺素(又名脑白金)直接作用于下丘脑，具有促进睡眠、调节内分泌及
增强免疫力等多种生理功能[15]。另外色氨酸也是吲哚的生成品，色氨酸在人体内的代谢产物5-羟色胺对人的精神活动起重要作用[16]。
吲哚类化合物作为农药的应用也具有广泛的应用。通过吲哚可以合成一些植物生长调节剂、杀菌剂等，如吲哚乙酸、吲哚-3-丁酸等[17]是重要的植物生长调节剂。又如3-二甲胺基吲哚又名芦竹碱，是一类植物源农药，它对蘩缕属杂草具有很强的抑制作用[18]，同时芦竹碱能使昆虫产生拒食性[19]，可开发为杀虫剂。
吲哚和3-甲基吲哚具有强烈的粪臭味，但是稀释后具有优美的花香味，常用于茉莉、柠檬、紫丁香、兰花和荷花等人造精油的调合。香料用的吲哚通常是煤焦油的提取品，而不用化学合成品，用量一般为千分之几。
吲哚衍生的许多下游产品可以作为染料的合成原料，可生产偶氮染料、酞菁染料、阳离子染料和吲哚甲烷染料以及多种新型功能性染料。如2-甲基吲哚可以合成阳离子黄7GLL；1-丁基-2-甲基吲哚是重要的红色吲哚苯酞压敏、热敏染料的中间体；2-苯基吲哚可以生
产阳离子橙2GL，阳离子红2GL、BL等；N-甲基-2-苯基吲哚、吲哚满、5-硝基吲哚、5-甲氧基吲哚等也是重要的染料中间体，如日本开发出的以吲哚丙原料酶法生产靛蓝，工艺流程缩短了3/4，而且染色性能大大提高。另外吲哚可以替代苯胺合成重要的染料中间体1，3，5-三甲基二亚甲基吲哚。吲哚还可以作为感光化学品，如合成照相乳剂滤光层用咔唑酞染料等。
文献综述 高分子材料与工程 四氨基铁酞菁的合成与表征 1.引言 酞菁(Pc)类化合物的独特的物化性质，从1907年酞菁被发现至今越来越受到世界科技界的关注。作为一种高级功能材料，其在高科技领域中的应用与日俱增。广泛用于高效催化、生物模拟、超导材料、非线性材料、信息储存、智能识别等尖端技术中。然而，酞菁的难溶、难提纯和特殊构型分子的难合成，在一定程度上限制了其应用。 酞菁化合物是一类化学稳定性很高的化合物，其具有良好的耐晒、耐热、耐碱、耐酸性及色泽鲜明等性能。但由无取代基的酞菁类化合物存在溶解性能差缺点，在一定程度上影响了它们的应用性能，因此人们在研究一种可以应用无取代基酞菁类化合物的同时，也在努力寻找溶解性好而又能兼具无取代基酞菁化合物优点的新型酞菁类化合物。 在早期的研究中，酞菁和金属酞菁主要是被用作颜料和染料，这主要是酞菁化合物是一类化学稳定性很高的化合物，其具有良好的耐晒、耐热、耐碱、耐酸性及色泽鲜明等性能，制成的颜料和染料(蓝色、绿色)不仅色光十分鲜艳，着色力很高，而且十分稳定且无毒，。但由无取代基的酞菁类化合物存在溶解性能差缺点，在一定程度上影响了它们的应用性能，因此人们在研究一种可以应用无取代基酞菁类化合物的同时，也在努力寻找溶解性好而又能兼具无取代基酞菁化合物优点的新型酞菁类化合物。为此，酞菁颜料、染料被广泛的应用于印刷油墨、涂料、塑料、橡胶、皮革、纺织品及食品中。 2．酞菁的合成工艺及提纯 无取代酞菁及其配合物由于二电子之间的作用力很强，分子之间容易发生强烈的聚集作用，因此，在一般的溶剂中难以溶解，如难溶于水，在大多数有机溶剂中的溶解度也很小。这就限制了对它的研究和应用。为了提高其溶解性能，人们开发出各种方法，将多种多样的取代基团引入酞菁分子中。人们发现，四取代的金属酞菁配合物的溶解性比相应对称性的八取代的金属酞菁溶解性更好;a位取代基比p位的有更大的
金属酞菁 金属酞菁配合物是一类独特的二维p-π共轭大环体系物质，具有很好的热稳定性和化学稳定性。过去几十年的研究表明：酞菁由于其比较特殊的结构特点，显示出良好的二阶和三阶非线性光学性质[3,4]，以酞菁为母体的非线性光学材料的开发和应用范围越来越广泛。目前，酞菁环内已经和70 多种金属或非金属结合而得到不同中心原子的酞菁配合物[5]，而且，在酞菁的苯环上也能方便地引入多种取代基，从而通过对内部中心原子和外围取代基的化学修饰，可以得到不同光学性能的新材料。 紫外-可见光谱由于金属酞菁配合物在多种有机溶剂中的溶解性很差，研究选择浓硫酸来溶解它们。通过表3 可以知道，所有合成的金属酞菁配合物300~900 nm 的紫外-可见区内都有两个较强的吸收溶剂不仅会影响酞菁的π-π* 跃迁能级，还会影响到金属离子内层电子的跃迁能级。溶剂不仅会影响酞菁的π-π* 跃迁能级，还会影响到金属离子内层电子的跃迁能级。研究表明：过渡金属离子影响酞菁的π-共轭时涉及一些电荷转移机理。其中包括金属离子-配体(d-π) 电荷转移机理、配体-金属离子(π-d)电荷转移机理和金属-金属(d-d)电荷转移机理。这些电荷转移机理将在HOMO-LUMO 之间产生新的能级差，从而改变酞菁的光电性能[15,16]。铁，钴，镍，铜作为过渡金属元素，也存在上述电荷转移机理，由于本研究用溶液法测量，所以可以不考虑d-d 电荷转移机理。但是随着原子序数的增加，金属离子的d 电子也相应增加。在电荷转移过程中，原子序数大的金属离子与酞菁环之间的d-π电子共轭水平也要比原子序数低的金属离子的共轭水平高一些。所以随着金属的原子序数的增加，酞菁环的紫外吸收也会发生红移。金属离子与酞菁环平面的扭曲程度、即非共面程度越高，越有利于酞菁环上电子云的流动，从而更容易使电子发生跃迁。 d 轨道的电子与酞菁环上的大π共轭电子之间的再共轭。所以随着原子序数的增加，过渡金属离子的d 电子也会增加，从而加强了整个金属酞菁体系的电子共轭程度、提高了其非d 轨道的电子与酞菁环上的大π共轭电子之间的再共轭。所以随着原子序数的增加，过渡金属离子的d 电子也会增加，从而加强了整个金属酞菁体系的电子共轭程度、提高了其非线性光学系数。而主族元素铝为中心的酞菁配合物的非线性光学系数的大小则处于这四个过渡金属为中心的酞菁配合物的中间，即大于酞菁亚铁(II)和酞菁钴(II)的三阶非线性系数而小于酞菁镍(II)和酞菁铜(II) 的系数。这是因为分子构型呈金字塔锥型的酞菁铝的酞菁环平面受Al3+离子的影响发生扭曲、非共面程度比较高，这种构型有利于酞菁环上电子云的流动，所以酞菁铝同过渡金属铁、钴等d 电子较少的金属离子为中心的金属酞菁配合物相比时，扭曲的平面对三阶非线性光学性能的促进作用大于 d 电子与酞菁环共轭造成的对非线性光学系数的提高效果；当与d 电子数目较多的镍、铜为中心离子的金属酞菁配合物比较时，扭曲平面的作用就小于再共轭的效果。
酞菁铁（Ⅱ）的制备及表征 武汉大学化学与分子科学学院 王小尚 200331050033 摘要： 通过制备Fe(OH)2·4H2O制备酞菁铁（Ⅱ）, 并对产品进行纯化，通过紫外及红外的方法分析确定其组成 关键字：酞菁铁（Ⅱ）；制备；纯化；红外；紫外分光法 1．前言 酞菁类化合物可以看成四氮杂卟啉的衍生物，具有D2h点群对称性。其在染料工业和光电功能材料等方面获得了巨大的应用，并具有电致变色效应，在室温下有很好的液晶相，也在催化剂，抗辐射剂等方面也有重要作用。 酞菁类化合物的合成一般采用Linstead合成方法，其提纯比较困难。反应产物中含有大量的杂质，包括原料和一些其他高分子聚合物，常用的提纯方法有微热丙酮索氏萃取除杂，真空升华，浓H2SO4再沉淀或色谱柱提纯。 合成酞菁铁的前体有：邻苯二甲酸，邻苯二甲酸酐，邻苯二甲氰，邻苯二甲酸氨酯等。 本实验以邻苯二甲酸酐，Fe(OH)2·4H2O(自制)，尿素为原料，以(NH4)2MoO4为催化剂，采用固相熔融法合成FePc,用真空升华法提纯产物，纯产物经元素分析，红外及紫外可见光谱表征。 2．实验部分 2．1试剂及仪器： 1．试剂 还原铁粉，6mol/L盐酸，邻苯二甲酸酐，尿素，乙醇，10%氢氧化钠，酸铵，浓硫酸2．仪器 减压过滤装置，旋转蒸发仪，真空干燥器，量筒（50mL），三口瓶（250mL，100mL）,滤纸，烧杯（250mL），24#圆底烧瓶（100mL），24#空气冷凝管，24#磨口弯头，24#磨口塞，油泵，19#导气管，橡皮管，电热套（250mL）, 研钵，温度计（3000C），长玻棒，容量瓶（50mL）表面皿，牛角勺，天平，氮气钢瓶，管式电炉，旋子流量计，石英管，烘箱，小瓷舟，UV-Vis 分光光度计，红外光谱仪。 2．2实验步骤： 1. FeCl2·4H2O的制备 称取5.67g还原铁粉放入100 mL的三口烧瓶中，并向其中加入30 mL6mol/L的盐酸溶液，缓缓通入氮气至液面下，烧瓶上的一个瓶口用导气管将逸出气体（包括反应的生的H2和为了防止氧化而通入的N2以及少量HCl气体）通经过安全瓶（防倒吸）导入稀碱溶液（中和逸出的少量HCl气体）。适当控制通气量，大约每秒钟两个气泡。 当反应进行大约两个半小时后，反应瓶中H2产生的速度减慢时，迅速减压过滤得到氯化亚铁浅绿色溶液。过滤时可向减压漏斗上方通N2，减少Fe2+的氧化。将滤液迅速转入已用氮气冲洗过的100mL24#圆底烧瓶中，旋转蒸发出现大量浅绿色结晶。将三口瓶取出，冷却，放入冰水浴中待其结晶，但要使晶体能够倒出（留少量液体），迅速抽滤，立即转移至
金属酞菁的合成及表征 摘要：本实验是以苯酐-尿素法合成酞菁钴，以邻苯二甲酸酐、无水CoCl2、尿素为原料，以(NH4)2MoO4为催化剂，采用金属模版法合成酞菁钴，用浓硫酸再沉淀法提纯产物，纯产物通过红外光谱、紫外可见光谱进行表征。 关键词：苯酐-尿素；酞菁钴；合成；光谱测定 1 引言 酞菁类化合物是四氮大环配体的重要种类，酞菁是一个大环化合物，环内有一个空穴，可以容纳铁、钴、铜等金属元素，并结合生成金属配合物。金属原子取代了位于该平面分子中心的两个氢原子。由于与金属元素生成配位化合物，所以在金属酞菁分子中只有16个π电子，又由于分子的共轭作用，与金属原子相连的共价键和配位键在本质上是等同的。故酞菁类化合物具有高度共轭π体系。它能与金属离子形成金属酞菁配合物，其分子结构式如图。这类配合物具有半导体、光电导、光化学反应活性、荧光、光记忆等特性。金属酞菁是近年来广泛研究的经典金属类大环配合物中的一类，其基本结构和天然金属卟啉相似，具有良好的热稳定性，因此金属酞菁在光电转换、催化活性小分子、信息存储、生物模拟及工业染料等方面有重要的应用。金属酞菁的合成方法主要是模版法，即通过简单配体单元与中心金属离子的配位作用，然后再结合成金属大环配合物，金属离子起模版作用。 金属酞菁的分子结构
合成反应途径如下（以邻苯二甲酸酐为原料）： 2 实验内容与步骤 2.1仪器与试剂 仪器：台秤、研钵、三颈瓶（250ml）、空气冷凝管、圆底烧瓶（100mL）、铁架台、玻璃棒、抽滤瓶、布氏漏斗、可控温电热套（250mL）、电炉、温度计、抽滤瓶 DZF-III型真空干燥箱 SHZ-III型循环水真空泵、紫外─可见分光光度计 试剂：邻苯二甲酸酐、尿素、钼酸铵、无水CoCl 煤油、无水乙醇、2%盐 2、 酸、氢氧化钠溶液、蒸馏水 2.2 酞菁钴粗产品的制备 称取邻苯二甲酸酐3.69g，尿素5.95g和钼酸铵0.25g于研钵中研细后加入0.85g无水氯化钴，混匀后马上移入250ml三颈瓶中，加入60ml煤油，加热（200℃）回流2h左右，在溶液由蓝色变为紫红色后停止加热，冷却至70℃左右，加入10到15ml无水乙醇稀释后趁热抽滤。并用乙醇洗涤2次，丙酮洗涤1次，得粗产品。 2.3 粗产品提纯 将滤饼加入2%盐酸加热煮沸后趁热抽滤，再将滤饼加入去离子水，煮沸后趁热抽滤，滤饼再加入适量氢氧化钠碱液煮沸抽滤，重复上述步骤2次，直至滤液接近无色。 将产品放在表面皿上在70℃真空干燥8h。 2.4 样品的表征与分析 干燥好后取少量样品溶于二甲基亚砜中，做紫外可见光谱分析。 3 结果和讨论 3.1 数据处理
【摘要】本文主要介绍了利用一种用1，4-二甲氧基苯作为反应的起始原料，用氢气作为还原剂，在金属钯复合催化剂的作用下反应直接生成产物对苯二酚。此工艺简单方便易行，副产物少，反应条件相对比较温和。本文对反应的催化剂的种类进行了帅选并且对催化剂的用量、反应温度、反应压力和反应时间进行了优化，最终优化的结果可以使得对苯二酚的产率达到90%。 【关键词】 1，4-二甲氧基苯对苯二酚氢气 对苯二酚是一个重要的有机化工原料，用途非常广泛。酚主要用于制取黑白显影剂、蒽醌染料和偶氮染料、合成气脱硫工艺的催化剂、橡胶和塑料的防老剂单体阻聚剂、食品及涂料清漆、橡胶和汽油的稳定剂和抗氧化剂、石油抗凝剂、洗涤剂的缓蚀剂、稳定剂和抗氧剂等，还用于化妆品的染发剂。 目前世界上生产对苯二酚的方法主要分为以下四种（1）苯胺氧化法；（2）对二异丙苯氧化法；（3）苯酚丙酮法；（4）苯酚羟基化法。 路线1：苯胺氧化法。 目前我国大部分生产厂家仍沿用苯胺氧化法，这是对苯二酚最早的生产方法，至今已有70多年的历史。该法反应过程为：在硫酸中（将138g的1，4-二甲氧基苯和5%不同的催化剂加入烧瓶中，往体系中加入氢气，在压力10mpa和120℃的温度下反应，取样分析对苯二酚的产率。结果如表3所示。 从上表可以看出一共四种催化剂，pd/sio2-al2o3和pd/al2o3的催化效果基本上没有什么差别，分别为81%和80%，但是在产率上都低于催化剂pd/caco3和pd/deloxan apii。pd/caco3 和pd/deloxan apii的催化效果都非常好。下面对催化剂的用量进行了一些实验，结果如表4所示。 从实验结果看出，随着催化剂用量的增加，产率得到了提高，但当用量达到5%的时候，再增加用量，产率基本上没有变化，使用6%pd/caco3为催化剂的产品最终产率为96%，使用6%pd/deloxan apii为催化剂的最终产率为93%。 2.4 反应时间对反应的影响 将138g的1，4-二甲氧基苯和5% pd/caco3催化剂加入烧瓶中，往体系中加入氢气，在压力10mpa和120℃的温度下反应，取样分析对苯二酚的产率，研究反应时间对产率的影响。结果如表5所示。 从上表可以看出反应时间在2小时以下，随着时间的推移对苯二酚的产率渐渐的提高，当反应时间大于2小时的时候，对苯二酚的产率基本没有什么变化，所以反应时间规定在2小时。 3 结语 本文比较了不同种类的催化剂对此反应的影响，确定以pd/caco3或pd/deloxan apii 为反应的催化剂，并且经过对pd/caco3和pd/deloxan apii的用量进行对比实验，确定pd/caco3 和pd/deloxan apii的用量比为5%，并对温度、压力和反应时间进行了对比。最终确定最佳工艺条件为：1. pd/caco3的用量比为5%；2.反应的温度为120℃；3.反应的压力为10mpa；4.反应的时间2小时。
钼酸铵 4邻苯二甲酸酐＋4尿素＋M2＋MPc＋H2O+CO 2 2.1.2 金属酞菁的制备和纯化 金属酞菁（MPc）按如下模板反应制备：(M=Mn，Cu，Ni，Co) （） 对于不同的中心离子M2＋，具体制备方法也不同。 （1）酞菁锰（MnPc）的制备和纯化 苯酐5.92g 尿素9.01g 锰1.69g 钼酸铵2.47*10-3 g 加入量：苯酐5.92 （0.04 mol），尿素9.01（0.15mol），钼酸铵2.47*10-3（2*10-6mol），锰1.69（0.01mol）。 一定量的苯酐和尿素置于250ml三颈烧瓶中，加入千分之二的钼酸铵作催化剂，再加入150ml二甲苯作溶剂。加热至120℃使固体完全溶解，趁热加入硫酸锰。升温至140℃下回流，20min后溶液变混浊，升温至150℃回流1h，溶液变清，底部有浅黄色沉淀。倒出二甲苯，160o C下恒温3h蒸出溶剂。粗产品用6M HCl 浸泡12h，在烧杯中静置后，倒掉上层清液体，反复用蒸馏水洗涤，静置，直至倒出液体为无色且中性。再用丙酮浸泡，静置，洗至倒出的上层清液为无色。再用1mol/L的NaOH溶液浸泡（时间？），静置，倒掉上层清夜，再用蒸馏水洗至倒出液为无色且为中性。在100℃下干燥12h，即得MnPc。 （2）酞菁铜（CuPc）的制备和纯化 在250ml三颈烧瓶中将苯酐、尿素和氯化铜按4：4：1的摩尔比混合，再加入千分之二的钼酸铵作催化剂，加入150ml二甲苯作溶剂。加热，在160℃下回流，20min后溶液变混浊，在此温度下继续回流0.5h，溶液变清，并呈浅蓝色，烧瓶底部有蓝色沉淀。在200℃下继续回流4h，蒸出溶剂。粗产品置于6N HCl 中，浸泡12h，过滤，用蒸馏水将蓝色沉淀洗至滤出液为无色，再用丙酮洗至滤出液为无色。在120℃下干燥12h，即得CuPc。 （3）酞菁镍（NiPc）的制备和纯化 苯酐、尿素和硫酸镍配料的摩尔比为4：4：1，先将苯酐、尿素置于250ml
实习（调研）报告 一、课题的来源及意义 1907 年Braun和Tchemiac两人在一次实验中偶然得到了一种蓝色物质，当时他们两人正在研究邻氰基苯甲酰胺的化学性质，当他们将这种无色的物质加热后得到了微量的蓝色物质，这就是现在被人们称为酞菁的化合物。1923 年Diesbach等人发现可以用邻二苄溴与氰化亚铜反应制得邻二苄腈，于是他们想用邻二溴苯与氯化亚铜反应来制备邻苯二腈。可实验结果出乎他们的意料，他们并未得到所期望的邻苯二腈，而是得到一种深蓝色的物质，并且产率达到 23%。这种蓝色物质就是现在被称为酞菁铜的化合物。至此，酞菁和金属酞菁化合物被发现。 二、国内外发展状况及酞菁类物质性质 1929年，在英国的ICI公司的资助下，伦敦大学的Linstead教授和他的合作者开始进行这类新物质的结构测定工作。1933 年他们用综合分析法测定了该类化合物的结构后，便用phthalocyanine一词来描述这类新化合物。1935 年Linstead教授和他的合作者采用 500℃以上的高温和低气压，用CO2作载气制得了酞菁化合物的单晶，Robertson教授用X射线衍射分析法对酞菁及金属酞菁化合物的单晶进行结构分析，至此，酞菁自正式被发现到首个单晶生成共经历了12 年。根据他的报道，酞菁及金属酞菁分子组成的晶体属单斜晶系，空间群为 P2/a。每个晶胞中有两个分子，每个分子都呈现出高度平面的结构。所得分子结构的结果与Linstead教授的结果完全一致，从而酞菁的化学结构得到了进一步的证实。酞菁分子的这种结构使得它具有非常稳定的特性，耐酸、耐碱、耐水浸、耐热、耐光以及耐各种有机溶剂。一般酞菁化合物的热分解温度在 500℃以上，在有机溶剂中的溶解度极小，并且几乎不溶于水。相对而言，铜酞菁在冷的浓硫酸中较稳定，它可以溶解在其中，并且当硫酸浓度降低时又可从中析出来。铜酞菁的这种特性常常被用来提高它的纯度。由于上述代表性的工作，酞菁及金属酞菁化合物的化学结构才为世人所知，从此，酞菁及金属酞菁化合物的研究及应用也进入了一个崭新的阶段。 酞菁铜(CuPc)最早由瑞士化学家Diesbach等[1]制得,其优越的耐光耐辐射、光/暗电导比、热稳定和化学稳定等特性,预期在太阳能电池、电致发光器件、光记录存储、化工染料、静电复印感光鼓、气敏传感器件等方面有广泛的应用潜力。近年来,基于酞菁环面的共轭π-π*电子跃迁而产生的可见光及近红外区域的强
开题报告 应用化学 水溶性铁酞菁的合成 一、选题的背景和意义 酞菁是由英国的A.Braun和T.C.Tcherniac在1907年研究邻苯二甲酰亚胺和邻氰基苯甲酰胺的性质时，偶然发现的。1927年，德国弗来堡大学的H.de Diesbach和E.von der Weid试图通过邻二溴苯和氰化亚铜反应制备邻苯二腈，但是他们却意外得到了第一个酞菁金属配合物——酞菁铜。1928年苏格兰的Scottish Dyes Co.Ltd.染料工厂在玻璃为内衬的铁制反应器中由邻苯二甲酸酐和氨制备邻苯二甲酰亚胺时，发现了以杂质形式出现在反应体系中的蓝色铁酞菁。 在早期的研究中，酞著和金属酞著主要是被用作颜料和染料，这主要是因为酞著(特别是铜酞著)制成的颜料和染料(蓝色、绿色)不仅色光十分鲜艳，着色力很高，而且十分稳定和无毒，是任何其它己知化合物不能比拟的。为此，酞著颜料(染料)被广泛的应用于印刷油墨、涂料、塑料、橡胶、皮革、纺织品及食品中。近年来，随着纺织品等工业对染料新品种的需求趋向于饱和，染料工业的发展也日益成熟，因此在传统染料等方面的研究也趋向于缓慢，然而在许多特殊的领域，尤其是一些高科技领域，对于所谓的功能性染料的需求一直在增加。 酞菁化合物作为一种优良的功能性染料,具有良好的化学性质、催化活性、热稳定性和光稳定性。酞菁类化合物独特的物理化学性质使它们在催化化学、光化学、电化学、非线性光学、晶体化学、超导物理学、信息材料学和医学等学科的前沿领域有着广泛的应用。 二、研究目标与主要内容（含论文提纲） 目前,对金属酞菁配合物的合成方法研究比较多,通常有两种途径合成:一种是以邻苯二氰和相应的金属盐为起始物的邻苯二氰法;另一种是以苯酐、尿素和金属盐为起始物,在钼酸铵催化下完成的苯酐/ 尿素法。工业上制备酞菁铁主要是用苯酐法,苯酐法又分为固相法和液相法两种。较液相法生产条件苛刻且存在有机溶剂污染和回收问题,固相法原料价廉易得,工艺简单,也是实验室制备酞菁铁经常采用的方法。
聚合物纳米复合电介质 背景：聚合物复合材料是一类重要的商业材料，广泛应用于交通、电气电子、航空航天、流体输送以及包装等领域。然而，随着技术标准的提高，传统的聚合物微米复合材料在很多领域已经难以满足要求。纳米技术的出现使复合材料的发展进入了一个崭新的时代。与聚合物微米复合材料相比，纳米复合材料具有许多优异、奇特的性能：质量分数为10-4的纳米Ag 粒子可以使聚乙烯醇(PVA)的常温介电强度提高2倍；O ．05m ％的碳纳米管可以使环氧树脂的电导率提高7个数量级。 定义：聚合物纳米复合材料可以定义为通过一定方式在聚合物基体中引入至少在一个维度上是纳米尺度的填充物所组成的材料。这种材料通常具有3个特性：第一，少量的纳米填充物即可以引起聚合物性能上大的变化；第二，当填充物在聚合物基体中均匀分散时，填充物彼此之间具有更短的距离；第三，填充物与聚合物基体之间具有非常大的接触面积。正是由于聚合物纳米复合材料的这些特征给研究者设计、制备先进电介质材料提供了机会。已经发现，聚合物纳米复合材料在电导，介电强度，介电损耗，空间电荷和局部放电等方面具有显著优势。 聚合物纳米复合电介质的电导：填充剂和聚合物本身的电学性质、填充剂之间距离以及复合材料的微观结构等是决定聚合物复合体系电导的主要因素。对于颗粒填充的聚合物复合体系，颗粒与颗粒之问的距离l 可用下述公式表示：1/3[(4/3)2]l r v π=-，r ，v 分别是填充颗粒的半径、体积分数。根据该式，在填充剂含量相同的情况下，纳米复合材料中颗粒之间的距离比微米复合材料要小得多；填充剂的电学性质与自身的尺寸有关，当微粒子的尺寸减小到纳米尺度时，组成颗粒的原子、分子数嚣大幅度减步，颗粒本身的电学性质可能会发嫩一些奇异的变化。 聚合物纳米复合电介质的介电常数：具有高介电常数、高介电强度、低介电损耗的聚合物复合材料是应用前景非常广泛的绝缘材料，这类材料具有均匀电场和储能的作用，可应用于电缆终端，集成电容器以及电机绝缘中。这类材料对保证电力系统的正常运行具有举足轻重的作用。在聚合物中加入高介电常数的钛酸钡，钛酸锶钡、铌镁酸铅．钛酸铅等无机粒子以及金属、碳纳米管、炭黑等导电、半导电颗粒是获得高介电复合材料的重要手段。这些体系是典型的逾渗体系。对于这类体系，理解与把握逾渗理论对于高介电复合材料的设计是极为重要的。逾渗体系的有效介电常数可表示成：1()c p p βεε-=-。其中，ε、ε1分别为复合材料、聚合物的介电常数，p 为孤立分散相的体积分数，p c 为逾渗阈值，且p
毕业论文开题报告 高分子材料与工程 四氨基锌酞菁的固相合成 一、选题的背景和意义 酞菁类化合物是具有四氮杂四苯并卟啉结构的化合物。自1907年最初发现以来，其发展相当迅速, 在短短几十年时间里已有5000多种酞菁类化合物问世，用途也由最初的有机颜料和染料扩展到其他许多重要领域。酞菁颜料以其优良的耐热、耐晒、耐酸碱性能及鲜艳的蓝绿色泽在工业上广泛用于汽车、服装、食品、印刷、橡胶、纺织、皮革等的着色工艺；尤其80年代以来，酞菁类化合物在光电复印等现代高技术领域得到新的应用，掀起了酞菁类化合物的研究热潮。 近些年来，随着纺织等行业对染料新品种的需求趋于饱和、染料工业的发展日益趋于成熟，对应于传统行业的染料品种的开发缓慢。功能材料的研究拓展了研究范围。酞菁化合物以其独特的物理性质、化学特性最早受到研究者的关注。目前酞菁已涉及太阳能电池、电子照相、光盘存储和非线性光学等领域的研究，同时，一些金属酞菁化合物由于具有较强的光催化、光敏化和荧光特性，在新型功能材料中起着举足轻重的地位。 影响金属酞菁合成产率的因素有反应温度、反应物的比例、催化剂和反应时间等，本论文主要采用固相法，根据不同反应物的比例和温度来研究合成四氨基锌酞菁的最佳条件。本实验主要研究：在不同的实验条件下，先合成硝基为取代基的四硝基锌酞菁，再将硝基还原为氨基为取代基的四氨基锌酞菁，通过比较实验数据，（产率、红外和紫外光谱测定，），研究金属酞菁的结构，并测定其各种物理化学性能，并进一步探索出最优条件。合成的四氨基锌酞菁与四硝基锌酞菁相比，具有更加优良的物理化学性能，对扩大酞菁化合物在各领域中的应用有非常重要的意义。 二、研究目标与主要内容（含论文提纲） 在相同的实验条件下，通过多组对比实验，用固相法探索出合成硝基为取代基的四硝基锌酞菁的最优条件，然后,研究出将硝基取代基还原为氨基为取代基的四氨基锌酞菁所需的最佳反应条件。最后，在最佳条件下合成产物，并对每步生成的物质进行红外光谱和紫外光谱检测，确定其成分。
实验六金属酞菁配合物的合成及光谱性质研究 一实验目的 （1）通过合成酞菁金属配合物，掌握这类大环配合物的一般合成方法，了解金属模板反应在无机合成中应用。 （2）进一步熟练掌握配合物合成中的常规操作方法和技能。 二实验原理 金属酞菁的合成 自由酞菁（H2Pc）的分子结构见图1（a）。它是四氮大环配体的重要种类，具有高度共轭π体系。它能与金属离子形成金属酞菁配合物（MPc），其分子结构式如图1（b）。这类配合物具有半导体、光电导、光化学反应活性、荧光、光存储等特性。金属酞菁是近年来广泛研究的经典金属大环配合物中的一类，其基本结构和天然金属卟啉相似，且具有良好的热稳定性和化学稳定性，因此金属酞菁在光电转换、催化活化小分子、信息储存、气敏传感器、生物模拟及工业染料等方面有重要的应用。 N N H N N N H N N N N N N N N N N N M M = Cu,Co,Ni,Zn,Pb,Pd a b 图1 酞菁配合物的结构示意图 金属酞菁的合成一般有以下两种方法：①通过金属模板反应来合成，即通过简单配体单元与中心金属离子的配位作用，然后再结合形成金属大环配合物。这里的金属离子起着一种模板作用；②与配合物的经典合成方法相似，即先采用有机合成的方法制得并分离出自由的有机大环配体，然后再与金属离子配位，合成得到金属大环配合物。其中模板反应是主要的合成方法。金属酞菁配合物的合成的方法主要有以下几种途径（以2价金属M为例）。
（1） 中心金属的置换 MX + LiPc MPc + 2LiX （2） 以邻苯二甲腈为原料 MX n +CN CN 4 MPc ℃300溶 剂 （3） 以邻苯二甲酸酐、尿素为原料Δ MX n +Co Co 4 MPc ℃ 300O + CO(NH 2)2 200 ~424 （4） 以2-氰基苯甲酸胺为原料 M + CN CONH 2 4 MPc + H 2O ℃250Δ 本实验按反应（2）制备金属酞菁，原料为金属盐、邻苯二甲腈，催化剂为1,8-二氮杂双环[5,4,0]十一-7-烯(DBU)。利用溶液法进行制备。 酞菁大环中的空穴可容纳铁、铜、铝、镍、钴等许多金属元素而形成金属酞菁配合物，在周期表中从IA 到VB 的元素都可与酞菁生成金属酞菁配合物，至今已知有70多种金属元素可以与萘酞菁形成配合物。萘酞菁周边共有24个氢原子，可被多种原子和基团取代，形成具有特定功能的酞菁衍生物。 对于半径较小的二价离子的金属萘酞菁和无金属萘酞菁为平面大环结构，分子对称性为D 4h (H 2Pc 为D 2h )。而对于半径较大的二价金属离子，由于酞菁环中心空间的限制，金属将位于酞菁环平面之上，则形成非平面四角锥金属酞菁配合物, 如Pb(Ⅱ)Pc [20]。对于三价或三价以上的中心金属（铝、钒、硅、锗等）可通过轴向配位形成六配位的四角双锥和五配位的四方锥酞菁配合物（图2）。 N N N N M N N N N M N N N N M L L L a b c 图2 不同配位的萘酞菁配合物的几何图示 a. 四配位平面正方形结构 b.五配位四方锥结构 c.六配位四角双锥结构 金属酞菁配合物的热稳定性与金属离子的电荷及半径比有关。由电荷半径比较大的金属
比拉斯汀的合成工艺研究 发表时间：2017-10-30T17:35:09.573Z 来源：《医药前沿》2017年10月第29期作者：徐连德1 徐琪琪2 徐英明2 [导读] 比拉斯汀（Bilastine），中文化学名为2-[4-（2-（4-（1-（2-乙氧基乙基）苯并咪唑-2-基）哌啶-1-基）乙基）苯基]-2-甲基丙酸。（1沂水县第一中学山东临沂 276405） （2山东罗欣药业集团股份有限公司山东临沂 276017） 【摘要】α，α-二甲基-4-（2-溴乙酰基）苯乙酸甲酯[2]经过还原反应制得α，α-二甲基-4-(2-溴乙基)苯乙酸甲酯[3]，3与1-(2-乙氧基-乙基)-2-哌啶-4-基-1H-苯并咪唑[4]发生烷基化反应，再经水解得到比拉斯汀[1]，总收率约76%。 【关键词】比拉斯汀；组胺H1受体拮抗剂；合成 【中图分类号】R976 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2017）29-0353-01 比拉斯汀（Bilastine），中文化学名为2-[4-（2-（4-（1-（2-乙氧基乙基）苯并咪唑-2-基）哌啶-1-基）乙基）苯基]-2-甲基丙酸，是西班牙FAES制药公司开发的第2代组胺H1受体拮抗剂，2012年欧盟批准其用于治疗变应性鼻炎及慢性特发性荨麻疹[1]。本品安全性良好，无常用抗组胺药物存在的镇静作用及心脏毒性，口服给药吸收迅速，具有良好的耐受性、安全性和较高的生物利用度[2]。 已有文献报道了1的合成路线[3-5]。本文选择以下路线α，α-二甲基-4-（2-溴乙酰基）苯乙酸甲酯[2]经过还原反应制得α，α-二甲基-4-（2-溴乙基）苯乙酸甲酯[3]，3与1-（2-乙氧基-乙基）-2-哌啶-4-基-1H-苯并咪唑[4]发生烷基化反应，再经水解得到比拉斯汀[1]，并进行了工艺优化。 文献[5]报道了由2制备3的过程，用三乙基硅烷-三氟乙酸进行还原，反应时间长达72h，收率91%。本研究通过调整三乙基硅烷-三氟乙酸的用量，控制回流反应温度，缩短了反应时间，收率90%。文献[5]由3制备1的过程中，3依次与2-（4-哌啶基）-1H-苯并咪唑和2-氯乙基乙醚发生亲核取代反应后，水解得比拉斯汀，反应步骤长，且操作繁琐，且3在与2-（4-哌啶基）-1H-苯并咪唑发生亲核取代反应时，咪唑环上的氮-氢不可避免的会与哌啶基上的氮-氢进行竞争，生成副产物，影响收率和纯度。本研究在文献基础上进行了改进，将3直接与4进行烷基化反应，再进行水解，一锅法制备1，方法工艺简单，操作简便，收率及产品纯度均有较大幅度提高，总收率为76%，适合工业化生产。 图1 1的合成路线 Fig.1 Synthetic Route of 1 1.实验部分 1.1 α，α-二甲基-4-（2-溴乙基）苯乙酸甲酯[3]的制备 冰浴冷却下分别向反应瓶内加入20mL二氯甲烷、α，α-二甲基-4-（2-溴乙酰基）苯乙酸甲酯（30.0g，100.7mmol，采用文献方法[5]制得，纯度99.1%）、三氟乙酸（36mL，484.6mmol）、三乙基硅烷（18mL，112.7mmol）。冰浴下搅拌30min后，升温至60℃回流反应20h。反应结束，滴加饱和碳酸溶液（约150ml），加入乙酸乙酯（100ml*2）萃取，有机相浓缩干燥，得无色油状物（25.7g，90％）（文献：91%[5]）。ESI-MS，m/z（%）：307[M+Na]+，283[M-H]+。元素分析：C13H17BrO2，实测值（计算值）%：C54.96（55.00）；H6.02（6.04）；Br28.11（28.14）；O11.27（11.27）。 1.2 比拉斯汀[1]的合成 在反应瓶中加入3（99.36g，0.35mol）和4（82.01g，0.3mol，购自：江苏弘和药物研发有限公司，纯度98%），搅拌下加入10ml聚乙二醇-400和45ml水，在冰水浴的冷却下慢慢加入混合碱（0.25molNaOH+0.1molNa2CO3），于40℃下快速搅拌3.5小时后放置，使反应液冷却至室温，加入3N丁二酸溶液2.1L，加热回流24小时，用10%氢氧化钠水溶液调至pH=7，用乙醚（450ml*2）萃取，旋出溶剂，得到固体1（116.83g，84%），mp291～293℃（文献：295-296[5]）。纯度为99.8% [HPLC归一化法：同文献[5]。ESI-MS，m/z（%）：487[M+Na]+，463[M-H]+。元素分析：C28H37N3O3，实测值（计算值）%：C72.50（72.54）；H8.01（8.04）；N9.07（9.06）； O10.38（10.35）。 【参考文献】 [1] Corc6stegui R,Labeaga L,Inneririty A，et a1.Preclinical pharmacology of bilastine,a new selective histamine Hl receptor antagonist:receptor selectivity and in vitro anti-histaminic activity[J].Drugs R D,2005,6(6):371-384． [2] Carter NJ.Bilastine：in allergic rhinitis and urticaria [J].Drugs,2012,72(9):1257-1269． [3] Lee CH,Khoo JH，Kwon KC，eta1.Process for preparation of 2-methyl-2-phenylpropionic acid derivatives and novel intermediate compounds：WO，2009102155[P].2009-02-12． [4]王蕾，李科，王倩，等.2-（4-卤乙基）苯基-2-甲基丙酸酯的制备方法及合成比拉斯汀的方法：中国，102675101[P].2012-09-19． [5]孔昊，耿海明，梅玉丹，等.比拉斯汀的合成[J].中国医药工业杂志，2015，46（7）：677-679.
一目标化合物的概述 1. 产品名称、化学结构及理化性质 铜酞菁的分子式为C32H16CuN8，相对分子质量为574。铜酞菁的热稳定性 分解温度高达400℃[3]，其化学结构： 铜酞菁又名粗酞菁蓝，是生产酞菁蓝B、酞菁蓝BGs、酞菁绿、直接耐晒翠蓝等多种颜料、染料产品的基本原料，是重要的有机颜料中间体．酞菁蓝具有鲜艳的蓝色，高度的着色力和优良的牢度，耐光、耐热、耐酸碱、耐有机溶剂等稳定性极好的特点，广泛用于涂料、油墨、油漆、橡胶、塑料等方面，此外，在半导体、原子能、激光等工业中也有特殊的用途[1]。 二、目标化合物已有合成线路简介 目前生产铜酞菁的方法主要有三种：邻苯二腈法[6]和苯酐尿素法．前者是用邻苯二腈和铜盐，在触媒作用与饱和氨气的环境中加热得到；后者是以苯酐、尿素、氯化亚铜、钼酸铵等为原料加热制得，苯酐尿素法又有固相法[1]和液相法[7、9]．液相法是将原料溶解在三氯化苯等有机溶剂中进行反应；固相法是将原料加热至140℃熔化后再装入金属盘内在240～260℃下反应4-5h制得。 现在在原有的方法上通过改进有几个不同的方法。料浆法即采用加入少量溶剂和固体垫底物生产铜酞菁的生产工艺，结合了固相法和溶剂法的优点[6]。溶剂油法是以溶剂油和煤油代替溶剂法中三氯苯[8]。其中，溶剂油无毒、无异味，化学性质稳定，其最大的优点就是对大气、地表不会造成污染，极微量的残留物质中不存在致癌物质，而且资源丰富，成本低；因此溶剂油完全可以代替现在生产所用的三氯苯或硝基苯，它是一种物美价廉的好溶剂。干法合成铜酞菁工艺是继烘焙法、固相法、溶剂法之后的又一合成铜酞菁的新型生产方法[17]。通过选用快速紊流混合及素流反应等专用设备和装置，提高传热传质效率，增加反应质点接触和碰撞机率，达到提高反应效率和铜酞菁合成品纯度之效果。 一．邻苯二腈法 铜酞菁的制备：称量计算量的邻苯二腈、氢氧化铜和酞菁在一定量的乙二醇中混和，先在100。C反应2 h，然后在160℃反应5 h。得到的固体产物与溶剂分离后，再在稀盐酸中于90℃处理l h，过滤，水洗涤后干燥得铜酞菁。
酯的合成方法研究 刘 聪 东北大学理学院高分子化学与物理 羧酸酯是一类重要的化工原料 ,它的用途相当广泛 ,可用作香料、溶剂、增塑剂及有机合成的中间体；同时在涂料、医药等工业中也具有重要的使用价值[1]。作为液晶化合物最基本和最重要的中心桥键之一，酯基的合成具有十分重要的意义。在过去很长一段时间里，酯的合成主要是采用一些经典的方法，如酸催化、酰氯法、酯交化法等；随着对各种新的催化剂和有机反应机理的研究，出现了一些新颖的合成方法，如Mitsunobu 反应、Steglich 酯化法、CAN 催化法、Me 3SiCl 催化法、DBU 催化法等等[2]。对这些新的合成方法进行研究，有助于在实验室推广采用更简单、更有效、更温和的方法合成羧酸酯，并进一步实用于工业化生产。 一、经典酯化反应 1、酯化反应机理： 羧酸与醇在催化剂作用下生成酯。例如： CH 3COOH + HOC 2H 5 CH 3COOC 2H 5 + H 2O H 酯化反应是可逆反应。为了提高酯的产率，可采取使一种原料过量(应从易得、 价廉、易回收等方面考虑)，或反应过程中除去一种产物(如水或酯)。工业上生产乙酸乙酯采用乙酸过量，不断蒸出生成的乙酸乙酯和水的恒沸混合物(水6.1%，乙酸乙酯93.9%，恒沸点70.4℃)，使平衡右移。同时不断加入乙酸和乙醇，实现连续化生产[3]。 羧酸的酯化反应随着羧酸和醇的结构以及反应条件的不同，可以按照不同的机理进行。酯化时，羧酸和醇之间脱水可以有两种不同的方式： R C O O H HO R' R C OH H O O R' R ，R ’分别是烷基。(Ⅰ)是由羧酸中的羟基和醇中的氢结合成水分子，剩余部分结合成酯。由于羧酸分子去掉羟基后剩余的是酰基，故方式(Ⅰ)称为酰氧键断裂。(Ⅱ)是由羧酸中的氢和醇中的羟基结合成水，剩余部分结合成酯。由于醇 (Ⅰ) (Ⅱ)
一、题目
任务书 纤维素共价固定功能化酞菁
二、主要内容和基本要求（指明本课题要解决的主要问题和大体上可从哪几
个方面去研究和论述该主要问题的具体要求）
主要目标和任务：金属酞菁衍生物由于其特殊的结构而具有优良的催化氧化性 能，广泛运用于各行各业。本实验首先合成酞菁化合物，再制备纤维素薄膜，然后 采用直接将金属酞菁衍生物负载到纤维素上的方法，制备得到一种金属酞菁负载纤 维催化剂。本文采用微波消解-火焰原子吸收光谱法测定酞菁衍生物中的金属元素的 含量，从而根据金属元素的含量换算出金属酞菁在纤维素纤维上的负载量。
主要内容包括： （1）合成外环有氨基官能团的金属酞菁化合物 （2）以乙酸纤维素原料制备薄膜，通过水解得到纤维素薄膜，并对其进行氧化 处理使其表面形成功能化基团。 （3）通过共价键的方式将酞菁固定于纤维素纤维表面，制备得到一种负载型的 催化剂。 （4）考察各反应条件对负载量的影响。
三、起止日期及进度安排
起止日期： 2010 年 11 月 8 日 至 2011 年 4 月 18 日
进度安排： 序号
时间
1 2010.11.08 至 2010.11.18
2 2010.11.21 至 2010.12.23
3 2011.12.26 至 2011.01.10
4 2011.01.10 至 2011.01.24
5 2011.02.19 至 2011.03.10
6 2011.03.15 至 2011.3.31
7 2011.04.15 至 2011.04.18
内容 文献的查阅与实验方案制定 完成开题报告、英文翻译和文献综述
合成四氨基金属酞菁 完成纤维素薄膜的制备与固定 完成反应温度和时间对固定量的影响 根据实验结果，完成论文初稿 修改毕业论文，最终完稿
四、推荐参考文献（理工科专业应在 5 篇以上，文科类专业应在 8 篇以上，其中外文文
献至少 2 篇。） 3. 沈永佳，酞菁的合成及应用[M]，北京：化学工业出版社，2000，2 第一版. 4. 姚玉元，陈文兴，吕素芳.催化纤维的制备及催化性能[J] .纺织学报，2007，28(4):5-7 5. 陈文兴，陈世良，吕慎水，等.负载型酞菁催化剂的制备及其光催化氧化苯酚[J].中国科学， 2007，50(3):379-384. 6. 殷焕顺.易溶性金属酞菁衍生物的合成及其性质研究:学位论文.湖南:湘潭大学，2004 [5] B. Kippelen, S. Yoo, J. A. Haddock, B. Domercq, S. Barlow,B. A. Minch, W. Xia, S. R. Marder and N. R. Armstrong,in Organic Photovoltaics: Mechanisms, Materials, and Devices,ed. S. sariciftic and S. Sun, CRC Press, Boca Raton, FL,2005. [6]F. Armand, H. Perez, S. Fouriaux, O. Araspin, J.-P. pradeau,C. G. Claessens, E. M. Maya, P. Va′quez and T. Torres, synth.Met., 1999, 102, 1476; Z. Wang, A.-M. Nygrd, M. J. Cook andD. A. Russell, Langmuir, 2004, 20, 5850.
甲酰化酞菁铜的制备及应用研究+文献 综述 摘要：本研究是为企业现有产品酞菁铜（A）及偶氮化合物N-苯基-2-羟基-4-对甲酰基苯偶氮基萘甲酰胺（B）开发应用的研究项目。A和B分别是企业生产的两种商业化产品，A是蓝色颜料，B是大红色颜料，他们不仅耐有机溶剂、耐酸碱、耐化学腐蚀等性能优异，而且耐光、耐候、耐温性也很好，已广泛被涂料、塑料、油墨等行业采用；吲哚碳菁具有摩尔消光系数大、荧光性能好、对光和热稳定性高等特点，将取代吲哚引入A和B的分子结构中，可以得到有应用前景的新型颜料。以A为原料经过维尔斯迈尔反应，制备甲酰化酞菁铜（C）；以2,3,3-三甲基取代吲哚啉为原料，与碘乙烷成盐，得到吲哚啉盐（D），再将D分别与B 和C进行缩合反应得到1-乙基-3,3-二甲基-2-（β-N-苯基-2-羟基-4-对偶氮基萘甲酰胺苯乙烯基）-3H-吲哚碘化物（E）和1-乙基-3,3-二甲基-2-（β-酞菁铜乙烯基）-3H-吲哚碘化物（F）。重点
考察了化合物C的制备及B、C与活泼亚甲基化合物吲哚啉D作用的可行性。实验结果表明：通过维尔斯迈尔反应实现了酞菁的甲酰得到了化合物C，通过芳醛和活泼亚甲基化合物缩合反应得到了化合物E，化合物F的制备在现有条件下难以实现。6689 关键词：酞菁铜；取代酞菁；维尔斯迈尔反应；偶氮颜料；吲哚啉 The preparation and application of substituted Phthalocyanine Abstract: This study is for the company’s existing copper phthalocyanine (A) and n-hydroxy-methyl phenyl azo naphthalene-carboxamide (B) development of applied research projects. A and B are produced by two commercial products, A is a blue pigment,B is a red pigment.They are not only organic solvent resistance, acid and alkali, excellent corrosion resistance and light resistance, weather resistance, temperature resistance is also