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收稿:2007年7月,收修改稿:2007年10月 3国家自然科学基金项目(N o.20602012,2053310)和上海市青年科技启明星计划(N o.07QA14017)资助33通讯联系人 e 2mail :hhwu @手性咪唑啉酮类有机催化剂催化的不对称反应3姚成福 孙彩霞 闫少宇 吴海虹33(上海华东师范大学化学系绿色化学与化工过程绿色化重点实验室 上海200062)摘 要 近年来,不对称有机催化过程日趋成熟,用于越来越多的实际应用。
相对于金属催化过程有机胺催化剂具有许多潜在的优势:相对比较稳定,价格较低,容易得到,没有金属泄露到环境或产品中的风险以及对操作环境要求不高等,有机胺催化已被证明是实现不对称转化的有效手段。
手性咪唑啉酮催化剂是有机胺催化剂中重要的一种类型。
本文总结了手性咪唑啉酮催化剂在Diels 2Alder 反应、1,32偶极环加成、Michael 反应、Friedel 2Crafts 烷基化等不对称催化反应中的应用研究进展,并对未来手性咪唑啉酮在工业中的应用作了展望。
关键词 有机催化 不对称反应 手性咪唑啉酮 亚胺离子 烯胺 中间体中图分类号:O621125;O643136 文献标识码:A 文章编号:10052281X (2008)0620887212Chiral Imidazolidinones 2C atalyzed Asymmetric R eactionsYao Chengf u Sun Caixia Yan Shaoyu Wu Haihong33(Shanghai K ey Laboratory of G reen Chemistry and Chemical Processes ,Chemistry Departmentof East China Normal University ,Shanghai 200062,China )Abstract Enantioselective organocatalytic processes have developed maturely in recent years with an im pressive number of applications now available.Aminocatalysis has proven to be a powerful procedure for the enantioselective trans formations owing to their potential advantages over metal 2catalyzed processes :usually m ore stable ,less expensive ,readily available ,no risk of metal leakage into environment or the product ,and can be applied in less demanding reaction conditions.Chiral imidazolidinones is an im portant s ort of aminocatalysts.The paper summarizes the applications and advances of chiral imidazolidinones in asymmetric catalytic reactions ,such as Diels 2Alder reaction ,1,32dipolar cycloaddition ,Michael reaction ,Friedel 2Crafts alkylation.M oreover ,the future applications of chiral imidazolidinones in the industry manu factures are als o prospected.K ey w ords organocatalysis ;asymmetric reactions ;chiral imidazolidinones ;iminium ions ;enamine ;intermediate1 引言不对称催化反应是当前有机合成和催化科学的前沿研究领域[1—3]。
24-二硝基苯肼与丙醛反应方程式
反应机理如下：
首先，2,4-二硝基苯肼中的两个亚硝基与丙醛中的羰基发生亲核加成反应。
此反应的机理类似于Mannich反应，生成一个带有亚硝胺官能团的中间体。
然后，这个中间体失去一个氧化亚硝基，生成一个亚硝胺。
亚硝胺可以再次被丙醛的羰基攻击，进行第二次亲核加成。
这一步反应生成肼基团连接到丙醛的碳原子上，生成一个新的中间体。
最后，这个中间体经历一个肼基的偶极消旋，失去一个水分子，生成2,4-二硝基苯乙烯酮。
这个反应通常在碱性条件下进行，碱的作用是中和中间体中形成的亚硝胺，促进反应进行。
2,4-二硝基苯肼是一种有机化合物，它含有两个亚硝基（-N=O）和一个肼基（-NH-NH2）。
这个化合物在实验室中通常通过苯胺和硝酸反应制备而成。
丙醛是一种有机化合物，它是一个醛，其化学式为CH3CHO，常见的异构体为乙醛。
这个反应在有机合成中有广泛的应用。
2,4-二硝基苯肼可以作为具有生物活性的分子的中间体，如药物、染料和杀虫剂等。
通过对2,4-二硝基苯肼和丙醛进行缩合反应，可以在分子结构中引入亚硝基和肼基，进而实现对目标分子的改性和修饰。
通过这个反应，可以制备各种2,4-二硝基苯乙烯酮衍生物，进一步用于生物活性研究和药物开发。
羟胺衍生物与α,β-不饱和羰基化合物的michael加成反应机理的理论研究羟胺衍生物与α，β-不饱和羰基化合物的Michael加成反应是一种常见的、重要的有机化
学反应。
它利用有机氨基酸衍生物与α，β-不饱和羰基相互作用，生成Michael加成反应产物，可用于有机合成医药产品中。
根据近十多年来不断增长的研究证据，可以推断出Michael加成
反应机理与一系列催化反应有关。
首先，当α，β-不饱和羰基化合物和有机氨基酸衍生物发生反应时，催化剂促使酸基部分
从α，β-不饱和羰基化合物分离，同时也需要α，β-不饱和羰基化合物的转化能力。
其次，在
催化剂的作用下，α，β-不饱和羰基化合物与有机氨基酸衍生物发生有机氨基取代反应，产生α，β-不饱和羰基的羰基迁移物。
第三，由于催化剂的作用，在α，β-焦烃具有活性键（此处可以插入你的科学原理），这样使Michael加成反应可以顺利完成。
最后，当Michael加成反应完成后，结果将会产生一个
新的α，β-不饱和羰基化合物，而有机氨基酸衍生物将被原子（此处可以插入你的科学原理）
取代，形成最终Michael加成反应产物。
综上所述，羟胺衍生物与α，β-不饱和羰基化合物的Michael加成反应的机理可以概括为：首先，α，β-不饱和羰基化合物分离及有机氨基取代反应；其次，α，β-焦烃产生活性键及α，
β-不饱和羰基的羰基迁移；最后，有机氨基酸衍生物被原子取代，形成Michael加成反应产物。
在这个反应过程中，催化剂起着关键作用，不仅加速反应的速度，而且保持Michael加成反应
的稳定性。
L-脯氨酸衍生物催化的不对称Michael加成反应刘杰 （有机化学）摘要：有机小分子有着不含贵金属、温和、廉价、对环境友好等优点，其应用已成为催化领域的重要发展趋势。
有机小分子催化的不对称合成反应是目前研究最为活跃的领域之一。
Michael加成反应在有机合成中是一种非常重要的形成碳碳键的反应。
近来，许多手性小分子催化剂被用于催化不对称Michael加成反应。
脯氨酸作为一种结构简单而且含量丰富的手性小分子催化剂在多种不对称催化反应中表现出的非常好的催化性能。
本文的主要工作是从以下两个方面对脯氨酸衍生物催化的不对称Michael加成反应进行了研究：（1）设计并制备了四种Merrifield树脂负载的含脯氨酸单元的手性小分子催化剂，经过实验，发现其中一种在催化Michael加成反应时是非常有效的，当使用5 mol%的该催化剂来催化环己酮和取代硝基苯乙烯时，产率最高可以达到92 %，ee值最高可以达到98 %，d. r.值最高可以达到99:1。
另外该催化剂可以循环使用5次以上，产率上只有很小的减少，而ee值基本不发生改变。
（2）设计并制备了一种糖-四氢吡咯催化剂，通过“Click”反应将 D-glucose 骨架与四氢吡咯连接在一起，在催化 Michael 加成反应时取得了良好效果，仅需要10 mol%的催化剂，在无溶剂条件下室温下反应24小时，产率高达98 %，ee 值大于99 %，d. r.大于99:1。
以上结果与一些天然氨基酸催化的Michael加成反应相比，不仅提高了产率和立体选择性，而且扩大了底物的范围，增大了反应的广谱性。
另外，我们还对功能化离子液体系中发生的 Heck 反应进行了研究。
设计并制备了三种功能化离子液，其中一种在催化Heck反应时非常有效。
该离子液既可作为配体又可作为碱。
在优化条件下，产率较高，且循环六次产率基本没有发生改变。
关键词：有机小分子催化，不对称Michael加成反应，脯氨酸衍生物，Heck 反应，功能化离子液，Pd粉L-Proline’s derivatives Catalyzed AsymmetricMichael AdditionJie Liu(Organic Chemistry)Abstract:Organic catalysts without noble metals have played an important role in the development of the catalytic reaction, due to their moderate effect, cost efficiency, environment friendly and other advantages. Organocatalytic asymmetric reaction is an increasingly active area in oraganic sythesis.The Michael addition reaction is one of the most important carbon-carbon bond-forming reactions in organic synthesis. Asymmetric organocatalytic Michael addition has attracted intense interests in the recent few years due to its stability, cheapness and the generation of multiple chiral centers in a single step. Recently, quite a number of small chiral organic molecules have been developed as stereoselective catalysts for asymmetric Michael reactions. Proline has been gradually recognized as a simple, abundant and powerful chiral catalyst for many asymmetric reactions.In this context, Asymmetric Michael addition reaction is studied from two sides as following.(1) One of the four Merrifield resin-supported pyrrolidine-based chiral organocatalysts,through A3-coupling reaction linkage have been developed and found to be highly effective catalysts for the Michael addition reaction of ketones with nitrostyrenes. The reactions generated the corresponding products in good yields (up to 98 %), excellent enantioselectivies (up to 98 % ee) and high diastereoselectivities (up to 99:1 d.r.). In addition, the catalysts can be reused at least five times without a significant loss of catalytic activity and stereoselectivity.(2) A modular sugar-based pyrrolidine was prepared and was found to be a highly enantioselective and cooperative organocatalyst for asymmetric Michael addition of ketones to nitrostyrenes. In the presence of 10 mol% of the organocatalysts,a pyrrolidine unit anchored to a natural D-glucose backbone through click chemistry, the Michael additions of ketones to nitrostyrenes underwent smoothly to generate the corresponding adducts in good yields (up to 98 %), high enantioselectivities (up to >99 % ee) and excellent diastereoselectivities (up to >99:1 d.r.) under solvent-free reaction conditions.In contrast to the above catalysts, some natural amino acids catalyzed the Michael addition reactions in low yields and stereoselectivities, or the substrates are very limited.In addition, we made research on the study of Heck reaction in ionic liquids. A kind of amino-functionalized ionic liquids has been prepared and investigated as ligand and base for the Heck reactions between aryl iodides and bromides with olefins in the presence of a catalytic amount of Pd submicron powder in [Bmim]PF6. The reactions generated the corresponding products in excellent yields under mild reaction conditions. The generality of this catalytic system to the different substrates also gave the satisfactory results. The key feature of the reaction is that Pd species and ionic liquids were easily recovered and reused for six times with constant activity.Keywords: Organocatalysis, Asymmetric Michael addition reaction, proline’s derivates Heck reaction; functionalized ionic liquids; Pd submicron powder.目 录第一章研究背景 (2)1.1 不对称合成的意义 (2)1.2 不对称合成的方法 (3)1.3 手性催化法 (4)1.4 脯氨酸简介 (5)参考文献 (20)第二章 Merrifield树脂负载的脯氨酸衍生物催化的不对称Michael加成反应 (28)2.1 引言 (28)2.2 结果与讨论 (28)2.3 实验部分 (34)2.4 化合物的结构表征 (37)参考文献 (41)第三章糖-四氢吡咯催化不对称Michael加成反应的研究 (43)3.1 引言 (43)3.2 结果与讨论 (43)3.3 实验部分 (48)3.4 化合物的结构表征 (49)参考文献 (55)第四章功能化离子液体系中钯催化的Heck反应 (57)4.1 引言 (57)4.2 结果与讨论 (58)4.3 实验部分 (63)4.4 化合物的结构表征 (64)参考文献 (67)附I 部分化合物谱图 (70)附录II 硕士期间发表论文题录 (77)致 谢 (78)第一章 研究背景1.1 不对称合成的意义手性（chirality）一词源于希腊语，在多种学科中表示一种重要的对称特点。
收稿日期:2002212213;修回日期:2003205215基金项目:江西省自然科学基金资助项目(9920009)文章编号:100421656(2003)0620847202用固体碱催化Michael 加成反应的研究徐景士,王红明,陈慧宗(江西师范大学化学学院,江西南昌 330027)关键词:固体碱;催化;M ichael 反应中图分类号:O62117 文献标识码:A 用固体碱催化Michael 加成反应已有报道[1]。
本文报道用K 2O/γ2Al 2O 3和用微波法制备的K F/γ2Al 2O 3、MgO/γ2Al 2O 3、MgO/NaY 作为催化剂催化某些Michael 反应。
产物的编号如下:CH 3C O CH CH CH 3CH 2CHOC O OC 2H 5 CH 3COCH CH CH 2CNC OOC 2H 5 CH 2CH 2CNCH 2CN A B C1 实验部分将所用γ2Al 2O 3、NaY 分子筛分别研磨并过(100目)筛,与干燥的MgO 、K F 按一定比例混合研磨混合均匀,分别置于微波炉中加热20min 。
一定量的K NO 3与上述粉末混合研磨均匀,置于马弗炉中在737K 焙烧3h 。
100ml 的三颈烧瓶中加入8ml 无水乙醇和1g 催化剂,按等物质的量加入两种反应物,反应温度80℃,一定时刻取样用气相色谱分析(FI D 检测,归一法定量)。
产物B 的分离:反应一定时间后,过滤,取滤液在常压下蒸干2/3的溶液后在余液中加入足量水,有大量晶体析出,静置过夜,过滤,晶体用无水乙醇重结晶。
产物归属如下:A :(N o.11708)黄色固体,m.p.93～95℃,IR (K Br )ν:296014,293118,287511(C 2H ),173213,170914,168014(C =O ),145517,133712(C 2H ).B :(N o.11076)白色晶体,m.p.106～108℃,IR (K Br )ν:299014,296313,283512(C 2H ),225011(C ≡N ),173713,170515(C =O ),146412,145114(CH 3),137016(CH 3).C :(N o.5187)无色液体,IR (K Br )ν:297814,293518,287715(C 2H ),225117(C ≡N ),144613,137917(C 2H ).2 结果与讨论211 Michael 催化反应表1为K 2O/γ2Al 2O 3、K F/γ2Al 2O 3和MgO/γ2Al 2O 3催化Michael 反应的结果,产率均达85%以上,特别是乙酰乙酸乙酯与巴豆醛反应生成产物(A ),产率高达96%。
氮杂迈克尔加成反应
氮杂迈克尔加成反应（NHMCR）是一种分子内的反应，能够在不使
用外部氧化剂的情况下对烯丙基功能化合物进行升级。
这种反应可以构建富勒烯、寡聚合物、有机骨架、杂化纳米材料、手
性化合物等复杂组合物的结构基础。
NHMCR的产率和选择性高，是
一种环境友好的绿色化学方法。
氮杂迈克尔加成反应的基本机理是通过迈克尔加成反应的方式实现。
即通过取代烯丙基的γ-羟基酯和α,β-不饱和羰基化合物，生成里尔吸附物的诱导次级氮杂酸入侵，形成稳定的醇酸或酮酸版本的氮杂环。
通过分子内芳香亲核取代，形成最终产物。
NHMCR已经被用于生产从小分子到高分子的各种高阶有机化合物，
具有许多优点。
首先，它是一种高效、易于控制的策略，可以被应用
于生产复杂的有机物。
其次，该反应可以在连续的流式反应器中实现，提高了反应效率。
最后，由于反应的发生需要的都是反应物分子本身
自身的特性，反应的操作还是非常安全，可以大规模应用。
因此，氮杂迈克尔加成反应是一种有着广泛应用前景的非常重要的有
机化学反应。
它将继续为生命科学、药物制造、化工材料等领域提供新型有机化合物的现实值，为工业发展提供更多的思路。
联烯酮化合物及其制备方法与应用联烯酮是一类具有共轭双键和羰基官能团的有机化合物，具有广泛的应用领域，如有机合成、光电材料、超分子材料等。
下面将介绍联烯酮化合物的制备方法及其应用。
1. Michael加成反应Michael加成反应是一种合成联烯酮的重要方法。
该反应的反应物一般为包含α,β-不饱和羰基的化合物和已饱和的联烯丙醇等亲核试剂。
通过与亲核试剂进行加成反应使α,β-不饱和羰基转变为共轭的联烯酮结构。
2. Debus-Radziszewski反应Debus-Radziszewski反应是一种由1，3-二羰基化合物经过催化加氢制备联烯酮的方法。
该反应一般在温和的温度和压力条件下进行，需要催化剂的存在，如Pd/C、Pt/C等，通过氢气与催化剂的协同作用还原α,β-不饱和羰基，得到饱和的共轭联烯酮。
3. 含炔基α,β-不饱和酮的铜催化环化反应该反应将含有炔基和α,β-不饱和酮官能基的化合物经过铜催化剂的作用，发生环化反应并形成联烯酮结构。
由于该反应条件温和，选择性高，因此可以用来制备具有复杂结构的联烯酮化合物。
1. 有机合成联烯酮在有机合成领域中具有广泛应用。
例如，它可以用作分子探针、催化剂、配体等。
其独特的结构和反应性质可用于合成具有特殊用途的有机化合物，如具有药理学活性的化合物、光致变色材料、超分子材料等。
2. 光电材料由于联烯酮具有很强的共振吸收，因此在光电材料领域中也具有重要的应用价值，例如可以用于制备聚合物太阳能电池、液晶显示器、有机场效应晶体管、光电传感器等。
3. 超分子材料联烯酮具有良好的配位性和自组装能力，可以通过与金属离子、有机分子、聚合物等物质的配位作用，形成具有多种性能的超分子结构。
因此，联烯酮及其衍生物被广泛应用于制备超分子材料。
第十三章羧酸衍生物1．说明下列名词：酯、油脂、皂化值、干性油、碘值、非离子型洗涤剂。
答案：酯：是指酸和醇之间脱水后的生成物，它包括无机酸酯和有机酸酯，如硫酸酯，磷酸酯和羧酸酯。
油酯：是指高级脂肪酸与甘油之间形成的酸类化合物，通常称为甘油三酯。
皂化值：是完全水解1克油脂所需的氢氧化钾毫克数。
油脂在碱催化下水解反应称为皂化。
干性：是指空气中会逐渐就有韧性的固态薄膜的油脂。
油的这种结膜牲叫做干性。
干性油通常是由不饱和脂肪酸组成的甘油三酯。
碘值：是指100克不饱和脂肪酸甘油酸通过C=C键的加成反应所能吸叫的碘的质量（克）。
碘值的大小反映了油脂的不饱和程度的高低，它是油脂分析的一项重要指标。
非离子型洗涤剂：是指一类中性的具有OCH2CH2OHn结构单元的即告醚表面活性剂。
最常用的非离子型洗涤剂为C8H17OCH2CH2OHn2．试用方程式表示下列化合物的合成路线：（1）由氯丙烷合成丁酰胺；（2）由丁酰胺合成丙胺；（3）由邻氯苯酚、光气、甲胺合成农药“害扑威”答案：（1）CH3CH2CH2Cl CH3CH2CH2CONH2CH 3CH2CH2ClMg乙醚CH3CH2CH2MgCl(1)CO2(2)H3O CH3CH2CH2COOHNH3CH3CH2CH2COONH4CH3CH2CH2CONH2+H2O （2）CH 3CH 2CH 2CONH 2CH 3CH 2CH 2NH 2CH 3CH 2CH 2CONH 2NaOHCH 3CH 2CH 2CONHNaBr 2CH 3CH 2CH 2CONHBrNaOH-HBrCH 3CH 2CH 2CONCH 3CH 2CH 2NC OH 3O +CH 3CH 2CH 2NH 2（3）COCl 2+CH 3NH 2ClCNHCH 3OClOCONHCH 3Cl OH3．用简单的反应来区别下列各组化合物：答案：CH 3CHCH 2COOH Cl+H 2OCH 3CHCH 2COOCl+H 3O无明显热效应CH 3CH 2CH 2COCl +H 2OCH 3CH 2CH 2COOH +HCl(1)(2)CH 3CH 2CH 2COOC 2H 5+NH 2OH .HClCH 3CH 2CH 2COONHOH+C 2H 5OHCH 3CH 2CH 2COONHOH +FeCl 3C 3CH 2CONHOFe3+HCl 3CH 3CH 2CONH 2+NH 2OH .HCl无反应(3)CH 3COOC 2H 5+NaHCO 3无反应CH 3OCH2COOH +NaHCO 3CH 3OCH 2COONa +CO 2(4)CH 3COONH 4+NaOH CH 3COONa +NH 3CH 3CONH 2+NaOH CH 3CONHNa +H 2O(5)(CH 3CO)2O +H 2O 2CH 3COOH放热反应CH3COOC 2H 5+H 2O无反应答案：CH 2+HBr过氧化物CH 2BrNaCNCH 2CN答案：CH 3COCH 3Mg TiCl 3COH OHCH 3C OH OHCH 3HCH 3CC(CH 3)3OBr 2,NaOH(CH 3)3CCOOH +CHBr 3答案：Mg 乙醚(CH 3)2CHBr(CH 3)2CHMgBr 环氧乙烷(CH 3)2CH 2CH 2OMgBrPBr 3(CH 3)2CHCH 2CH 2Br HCCNa +CH 3CH 2CH 2CH 2BrHC CCH 2CH 2CH 2CH 3NaNH 2NaC CCH 2CH 2CH 2CH 3(CH 3)2CHCH 2CH 2Br(CH 3)3HCH 2CH 2CCCH 2CH 2CH 2CH 3H 2,Pd-BaSO 4CCHCH 2CH 2CH 2CH 3H(CH 3)3CHCH 2CH 2答案：CH 2CH(CH 2)8COOHHBr过氧化物BrCH 2(CH 2)9COOHCH 3COCH 2COOEt2BuLi-78 C°LiCH 2COCHLiCOOEtBrCH 2(CH 2)9COOH (1)(2)H 3O +EtOOCCH 2COCH 2CH 2(CH 2)9COOHNaBH 4EtOOCCH 2CH(CH 2)11COOHOH-H 2OCH(CH 2)11COOHEtOOCCHH 2,NiEtOOC(CH 2)11COOHEtOHHEtOOC(CH 2)11COOEt答案：COOHCOOH C 2H 5OOHH +COOC 2H 5OHCOOC 2H 5OH C 2H 5OONaOCOOC 2H 5C 2H 5OONaOCOOC 2H 5C 2H 5BrOCOOC 2H 5C 2H 5(1)(2)OH -H 3O +OCOOHC 2H5OC 2H 5答案：CH 2(COOC 2H 5)22C 2H 5ONaNaCH 2(COOC 2H 5)22BrC 2H 5BrCH 2CH(COOC 2H 5)2CH 2CH(COOC 2H 5)2C 2H 5ONa2CHC(COOC 2H 5)2CH 2C(COOC 2H 5)2BrC 2H 5BrCOOC 2H 5CC COOC 2H 5OOH 5C 2OH 5C 2O(1)(2)OH -H 3O +,COOHCOOH答案：CH3CH3KMnO4COOHCOOHLiAlH4CH2OHCH2OHPBr3CH2BrCH2Br NaCNCH2CNCH2CNHClC2H5OHCH2COOC2H5CH2COOC2H5C2H5ONaOCOOC2H5O (1)OH-H3O+(2)答案：OHHOClSO3HOH HOHO3S SO3HHNO3 H2SO4OHHOHO3S SO3HNO2H3O+OHHONO2答案：H 3O +CH 3+OOOAlCl 3CH 3COOH多聚磷酸CH 3OONaBH 4CH 3HOOHCH 3答案：OC 2H 5ONaNaOCH 3CH 2CCH OCH 2OO C 2H 3OO CHCH 3O答案：H 3O++OOOAlCl 3OCOOHZn(Hg)HCl COOH多聚磷酸OMgBrOMgBrPd/C15．某化合物A 的熔点为85°C,MS 分子离子峰在480m/e,A 不含卤素、氮和硫。
苯甲酰肼与硝基烯的Aza-Michael加成反应研究学院班级：化学化工学院高分子09-1班姓名：胡新梅指导教师：惠永海副教授摘要：研究的主要内容是由杂多酸（磷钼酸PMoA、磷钨酸PWA）固载介孔分子筛MCM-41的非均相催化剂催化苯甲酰肼和硝基烯的氮杂迈克加成反应，反应条件优化后，在最佳条件下进行底物普适性研究，最高产率可达99%。
并且，催化剂循环使用9次，反应收率依然可达90%。
关键词：苯甲酰肼；硝基烯；氮杂迈克加成The Study on Aza-Michael addition reactions of benzoylhydrazines with nitroolefins Abstract：The main content of this research is Aza-Michael additions of benzoylhydrazine and nitroolefins catalyzed by heterogeneous catalyst of MCM-41 supported heteropoly acids (PMoA, PW A). After the optimization of the reaction conditions, the universality of substrates was studied (up to 99% yield). Meanwhile, the catalyst could be reused up to nine times without significant loss of activity (up to 90% yield).Keywords：Benzoylhydrazine; Nitroolefins; Aza-Michael addition1.研究背景氮杂Michael加成是含N-H键对C=C不饱和键的加成反应[1]，所用的催化剂有酶[2]、小分子催化剂、手性磷酸催化剂和非均相催化剂等。
MCM-41孔道有序排列，大小均匀，比表面积大，但其酸性较弱，直接作催化剂活性较低。
而杂多酸具有适中活性和酸性，选择性较高。
考虑二者优缺点[3]，本文采用由MCM-41固载杂多酸的非均相催化剂，提高催化性能。
苯甲酰肼是有机合成的重要原料，应用于很多领域。
蒋等[4]对其稳定性进行了探讨，有助于正确使用苯甲酰肼。
冯等[5]研究了酰肼和查尔酮的氮杂Michael反应，最高产率达97%。
硝基烯是常见合成中间体，可进行Michael加成[6]、Diels-Alder等反应。
本课题组[7]研究了硝基烯参与的氮杂Michael加成反应（苯并三唑为Michael给予体），MCM-41/H3PW12O40（记为MCM-41/PWA）为催化剂，收率较好。
Scheme 1 苯并三唑和硝基烯的反应基于以上研究，确定硝基烯为Aza-Michael反应的良好接受体，而目前苯甲酰肼的研究并不多，为了扩大范围，本文选用苯甲酰肼对硝基烯进行Aza-Michael反应研究，以期其在有机合成领域有所贡献。
2.实验部分首先制备MCM-41/杂多酸催化剂[8][9]和硝基烯（表1）。
Scheme 2合成硝基烯的路线表1 含不同取代基的硝基烯的性状标准反应：苯甲酰肼（0.12 mmol）、β-硝基苯乙烯（0.1 mmol）、10 wt% MCM/PMoA，0.5 ml CH2Cl2中室温反应6h，TLC检测，柱层析（洗脱剂比例:乙酸乙酯：石油醚=1:30, 1:20, 1:10, 1:5, 1:3, 1:1.依次洗涤）分离纯化得目标产物。
Scheme 3苯甲酰肼和硝基烯的加成反应3．结果与讨论CH2Cl2为溶剂，β-硝基苯乙烯为Michael接受体，苯甲酰肼为给予体，筛选催化剂（表2）。
由Entry1-7可知，MCM-41/HPA（未固载，质量比1:4）与单独使用MCM-41、PMoA 和PWA相比，MCM-41/PMoA（固载）（Entry 4）产率较高。
为了得到更好的结果，随后考察MCM-41和磷钼酸的比例（Entry 4，8-11），可知1:1时（Entry 8）催化效果较好，将其作为反应的最佳催化剂。
表2催化剂种类对反应的影响Entry Catalyst Solvent Yield (%)1 MCM-41 CH2Cl235续表22 PMoA CH2Cl2403 PW A CH2Cl2384 MCM-41/PMoA（1:4）（固载）CH2Cl2465 MCM-41/PW A(1:4)（固载）CH2Cl2426 MCM-41/PMoA(1:4)（未固载）CH2Cl2397 MCM-41/PW A(1:4)(未固载) CH2Cl2348 MCM-41/PMoA（1:1）（固载）CH2Cl2609 MCM-41/PMoA（1:2）（固载）CH2Cl24410 MCM-41/PMoA（1:3）（固载）CH2Cl25711 MCM-41/PMoA（1:5）（固载）CH2Cl252(反应条件：β-硝基苯乙烯0.1 mmol, 苯甲酰肼0.12 mmol, 0.5 mL CH2Cl2 , 催化剂用量10 wt%, 室温, 6h)随后，反应溶剂的筛选（表3）。
甲苯、四氢呋喃和丙酮效果最差；而醇类对反应活性有一定影响，甲醇（Entry 3）影响最大，产率达68%，故选甲醇为理想溶剂。
表3溶剂种类对反应的影响Entry Catalyst Solvent Yield（%）1 MCM-41/PMoA(1:1) CH2Cl2602 MCM-41/PMoA(1:1) CH3CN 403 MCM-41/PMoA(1:1) CH3OH 684 MCM-41/PMoA(1:1) C6H5Me 235 MCM-41/PMoA(1:1) THF 206 MCM-41/PMoA(1:1) CH3COOEt 467 MCM-41/PMoA(1:1) H2O 358 MCM-41/PMoA(1:1) CH3COCH3209 MCM-41/PMoA(1:1) CH3CH2OH 50(反应条件：β-硝基苯乙烯0.1 mmol, 苯甲酰肼0.12 mmol, 0.5 mL 溶剂, 10 wt% MCM-41/PMoA（1:1）, 室温, 6h)为了提高产率，讨论了催化剂量和溶剂量对产率的影响（表4）。
由表可知，催化剂量从5 wt%到15 wt%时，产率呈上升趋势，继续增加到20 wt%时，产率反而降低，故将催化剂量定为15 wt%（Entry 3）。
溶剂的最佳量为0.5 mL（Entry 3）。
表4催化剂与溶剂的量对反应的影响Entry Catalyst Solvent Yield（%）1 MCM-41/PMoA (1:1) (5 wt%) CH3OH（0.5 mL）602 MCM-41/PMoA (1:1) (10 wt%) CH3OH（0.5 mL）683 MCM-41/PMoA (1:1) (15 wt%) CH3OH（0.5 mL）814 MCM-41/PMoA (1:1) (20 wt%) CH3OH（0.5 mL）765 MCM-41/PMoA (1:1) (15 wt %) CH3OH(0.2 mL) 756 MCM-41/PMoA (1:1) (15 wt %) CH3OH(1.0 mL) 78(反应条件：β-硝基苯乙烯0.1 mmol, 苯甲酰肼0.12 mmol, 室温, 6h)底物的比例中（表5），当硝基烯：苯甲酰肼=1:1.5时，产率高达96%（Entry 4）。
表5硝基烯与苯甲酰肼的比例对反应的影响Entry Catalyst Solvent Rate Yield1 MCM-41/PMoA (1:1) (15 wt %) CH3OH(0.5 mL) 1.2:1 792 MCM-41/PMoA (1:1) (15 wt %) CH3OH(0.5 mL) 1:1 803 MCM-41/PMoA (1:1) (15 wt %) CH3OH(0.5 mL) 1:1.2 864 MCM-41/PMoA (1:1) (15 wt %) CH3OH(0.5 mL) 1:1.5 965 MCM-41/PMoA (1:1) (15 wt %) CH3OH(0.5 mL) 1:2 92（反应条件：15 wt % MCM-41/PMoA（1:1）, 0.5 mL CH3OH, 室温, 6h）综上，最优反应条件：0.1 mmol β-硝基苯乙烯，0.15 mmol苯甲酰肼，15 wt % MCM-41/PMoA (1:1)，0.5 mL甲醇，室温反应6 h。
在最优条件下，对底物硝基烯扩展（表6）。
Scheme 4苯甲酰肼和硝基烯反应的普适性研究(反应物2中取代基R由表6列出，3为目标产物a-i)无论芳环上对位和邻位是供电基还是吸电基，反应都能有好效果。
另外，当芳基换成杂环呋喃时，产率为95%。
表6最优条件下的普适性研究Entry R Products Yield（%）1 H 3a 96续表62 p-Me C6H43b 803 p-OMe C6H43c 904 p-F C6H43d 925 p-Cl C6H43e 836 p-Br C6H43f 807 p-N(CH3)2C6H4/ /8 o-Cl C6H43g 999 2,4-Cl2C6H33h 9410 3i 95（反应条件：硝基烯0.1 mmol, 苯甲酰肼0.15 mmol, 15 wt % MCM-41/PMoA（1:1）, 0.5 mL CH3OH, 6h, 室温）最后，研究催化剂的循环使用（表7）。
催化剂循环使用9次，反应依然可以得到90%的产率。
（第二次循环催化，收率降低到91%，可能是操作产生误差）。
表7催化剂的循环使用对反应的影响Entry Recycle Time（h）Yield（%）1 First 6 962 Second 6 913 Third 6 904 Fourth 6 905 Fifth6 906 Sixth 6 907 Seventh 6 908 Eighth 6 909 Ninth 6 904.小结本文完成了对苯甲酰肼与硝基烯的简单研究，进行了反应条件的优化，考察了底物普适性，得一系列目标产物。
最后研究了催化剂的寿命，催化剂循环使用9次，依然可得90%产率。
这些研究为能源型社会提供可靠的理论依据和实用价值。
5.目标产物的表征数据3a: White Solid; m. p.: 93-97 ℃; IR: 3280, 2920, 1815, 1641, 1552, 1454, 1377, 1309, 762, 697 cm-1. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 4.64 (dd, 1H, J=4.8 Hz, J=4.4 Hz, CH), 4.83 (dd, 1H, J=8.4 Hz, J=8.4 Hz, CH2), 4.95 (dd, 1H, J=4.4 Hz, J=4.4Hz), 7.26 (br s, 1H, NH), 7.38-7.44 (m, 7H, Ar-H), 7.50-7.54 (m, 2H, Ar-H), 7.63-7.65 (m, 1H, Ar-H).3b: White Solid; m. p.: 77-80 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 2.35 (s, 3H, CH3), 4.60 (dd, 1H, J=4.8 Hz, J=4.4 Hz, CH), 4.81 (dd, 1H, J=8.4 Hz, J=8 Hz, CH2), 4.89 (dd, 1H, J=4.4 Hz, J=4.4 Hz,CH2), 7.19 (d, 2H, J=8.4 Hz, Ar-H), 7.26 (br s, 1H, NH), 7.28-7.30 (m, 1H, Ar-H), 7.39-7.43 (m, 2H, Ar-H), 7.49-7.53 (m, 1H, Ar-H), 7.63-7.65 (m, 3H, Ar-H).3c: White Solid; m. p.: 71-72 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 3.81 (s, 3H, OCH3), 4.61 (dd, 1H, J=4.8 Hz, J=4.8 Hz, CH), 4.81 (dd, 1H, J=8.4 Hz, J=8 Hz, CH2), 4.90 (dd, 1H, J=4.4 Hz, J=4.4 Hz, CH2), 7.26 (br s, 1H, NH), 6.91-6.93 (m, 2H, Ar-H),7.33-7.54 (m, 5H, Ar-H), 7.64-7.65 (m, 2H, Ar-H).3d: White Solid; m. p.:127-130 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 4.60（dd, 1H, J=5.2 Hz, J=4.4 Hz, CH), 4.80 (dd, 1H, J=8 Hz, J=8 Hz, CH2), 4.93 (dd, 1H, J=4.8 Hz, J=4.8 Hz, CH2), 7.06-7.10 (m, 2H, Ar-H), 7.26 (br s, 1H, NH), 7.38-7.55 (m, 4H, Ar-H), 7.64-7.66 (m, 3H, Ar-H).3e: White Solid; m. p.: 107-109 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 4.59 (dd, 1H, J=4.8 Hz, J=5.2 Hz, CH), 4.78 (dd, 1H, J=8 Hz, J=8 Hz, CH2), 4.91 (dd, 1H, J=5.2 Hz, J=4.8 Hz, CH2), 7.26 (br s, 1H, NH), 7.35-7.43 (m, 5H, Ar-H), 7.50-7.54 (m, 1H, Ar-H), 7.63-7.73 (m, 3H, Ar-H).3f: White Solid; m. p.: 105-109 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ:4.59 (dd, 1H, J=4.8 Hz, J=4.4 Hz, CH), 4.79 (dd, 1H, J=8 Hz, J=8 Hz, CH2), 4.91 (dd, 1H, J=4.8 Hz, J=4.8 Hz, CH2), 7.26 (br s, 1H, NH), 7.29-7.31 (m, 1H, Ar-H), 7.40-7.44 (m, 2H, Ar-H), 7.50-7.54 (m, 3H, Ar-H), 7.64-7.66 (m, 3H, Ar-H).3g: White Solid; m. p.: 127-129 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 4.69 (dd, 1H, J=4.4 Hz, J=4.4 Hz, CH), 4.76 (dd, 1H, J=7.6 Hz, J=7.6 Hz, CH2), 5.37 (dd, 1H, J=4.4 Hz, J=4.4 Hz), 7.26 (br s, 1H, NH), 7.27-7.31 (m, 1H, Ar-H), 7.37-7.54 (m, 5H, Ar-H), 7.64-7.70 (m, 3H, Ar-H).3h: White Solid; m. p.: 105-107 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 4.70 (dd, 1H, J=4.4 Hz, J=4.4 Hz, CH), 4.75 (dd, 1H, J=7.6 Hz, J=7.6 Hz, CH2), 5.34 (dd, 1H, J=4.4 Hz, J=4.8 Hz, CH2), 7.26 (br s, 1H, NH), 7.40-7.45 (m, 3H, Ar-H), 7.49-7.55 (m, 2H, Ar-H), 7.66-7.69 (m, 3H, Ar-H).3i: White Solid; m. p.: 115-116 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 4.76 (dd, 1H, J=5.6 Hz, J=5.2 Hz, CH), 4.88 (dd, 1H, J=8.4 Hz, J=8 Hz, CH2), 5.02 (dd, 1H, J=5.2 Hz, J=5.2 Hz, CH2),6.36-6.42 (m, 2H, Ar-H),7.26 (br s, 1H, NH), 7.42-7.46 (m, 2H, Ar-H), 7.51-7.60 (m, 2H, Ar-H),7.68-7.70 (m, 2H, Ar-H).参考文献[1] 杨磊，夏春谷，徐利文. 构建碳杂原子键的加成反应方法学研究. 中国科学院兰州化物所. 2008.[2] 钱超. 酰化酶催化C-N键Michael加成反应研究. 浙江大学. 2007.[3] 宫海伟. 席夫碱和杂多酸修饰的MCM-41介孔分子筛的制备及催化性能的研究. 新疆大学. 2012.[4] 蒋慧灵, 卢文清, 孙斌,等.苯甲酰肼与对硝基苯肼的热稳定性分析.化学研究与应用.2006, 18, 12: 1424-1427.[5] Jiang, J.; Cai, Y. F.; Chen, W. L.; etc. Enantioselective aza-Micheal reaction of hydrazide tochalcones through the nonactivated amine moiety conjugated addition. mun.2011, 47: 4016-4018.[6] Han, Y. Y.; Wu, Z. J.; Chen, W. B.; etc. Diastereo- and Enantioselective Conjugate Addition of3-Substituted Oxindoles to Nitroolefins Catalyzed by a Chiral Ni(OAc)2-Diamine Complex under Mild Conditions. Org. Lett.2011, 13: 5064-5067.[7] Xie, S. L.; Hui, Y. H.; Long, X. J.; etc. Aza-Michael addition reactions between nitroolefinsand benzotriazole catalyzed by MCM-41 immobilized heteropoly acids in water. Chin. Chem.Lett. 2013, 24: 28–30.[8] Oliveira, P.; Machado, A. M.; Fonseca, I.; etc. MCM-41 anchored manganese salen complexesas catalysts for limonene oxidation [J]. Microporous Mesoporous Mater. 2009, 120: 432-440.[9] Karthikeyan G. Heteropolyacid supported MCM-41: An efficient solid acid catalyst for thegreen synthesis of xanthenedione derivatives. J. Mol.Catal.A: Chem.[J]. 2009, 311: 36-45.。
