基本信息
- 項目名稱：
- 稠雜環(huán)體系熒光分子的綠色合成研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 通過綠色化學的方法合成稠雜環(huán)分子是一個全新的課題，也是一個很有應用前景的研究方向。 本項目以稠雜環(huán)為母體結(jié)構，采用無溶劑綠色合成技術合成各類稠雜環(huán)衍生物，并探索其光電性能。通過衍生化增加分子大π鍵共軛體系、增加母體分子核心部分的剛性平面結(jié)構和改變?nèi)〈确椒ㄔO計并合成具有長波長熒光分子，開發(fā)出具有優(yōu)良性能的紅色發(fā)光材料分子。
- 詳細介紹：
- 有機溶劑由于揮發(fā)性大、毒性強已成為有機合成工業(yè)的主要污染源，采用無毒無害的溶劑或無溶劑反應代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有機反應已成為綠色化學的重要研究方向。無溶劑反應具有能耗低，污染少的優(yōu)點，是最經(jīng)濟的綠色化合成方法及現(xiàn)代化工追求的目標。研磨反應是無溶劑有機合成的一個重要組成部分，條件溫和、操作簡單、環(huán)境友好，而且在反應速度、收率、選擇性等方面較溶液中有顯著優(yōu)勢，是一種較理想的合成方法。通過綠色化學的方法合成稠雜環(huán)分子是一個全新的課題，也是一個很有應用前景的研究方向。 本項目以稠雜環(huán)為母體結(jié)構，采用無溶劑綠色合成技術合成各類稠雜環(huán)衍生物，并探索其光電性能。通過衍生化增加分子大π鍵共軛體系、增加母體分子核心部分的剛性平面結(jié)構和改變?nèi)〈确椒ㄔO計并合成具有長波長熒光分子，開發(fā)出具有優(yōu)良性能的紅色發(fā)光材料分子。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本項目以稠雜環(huán)為母體結(jié)構，采用無溶劑綠色合成技術合成各類稠雜環(huán)衍生物，并探索其光電性能。根據(jù)現(xiàn)有的研究成果，可以看到無溶劑有機合成有著常規(guī)反應無法比擬的優(yōu)勢，根據(jù)大學四年的學習和文獻檢索，我們發(fā)現(xiàn)常規(guī)合成稠雜環(huán)化合物需要使用大量的堿，利用綠色化學的思想，采用綠色無溶劑合成技術對4類稠雜環(huán)分子進行了合成。并首次實現(xiàn)綠色無溶劑研磨的方法合成了這些化合物。
科學性、先進性及獨特之處
- 采用無溶劑研磨技術合成各類稠雜環(huán)衍生物，首次實現(xiàn)了苯并二呋喃酮、芳基咪唑并菲咯啉、吩嗪類及萘醌類三類衍生物的無溶劑綠色合成及水相中的合成反應。這在國內(nèi)外還是首次，這也是我們最大的亮點。共合成了苯并二呋喃酮類化合物8個，芳基咪唑菲咯啉類化合物8個， 吩嗪衍生物2個，萘醌類化合物4個。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 采用無溶劑綠色合成技術合成各類稠雜環(huán)衍生物，實現(xiàn)了苯并二呋喃酮、芳基咪唑并菲咯啉、吩嗪類及萘醌類三類衍生物的無溶劑綠色合成及水相中的合成反應。避免或減少酸的使用量，節(jié)能環(huán)保、綠色無污染。
學術論文摘要
- 有機溶劑由于揮發(fā)性大、毒性強已成為有機合成工業(yè)的主要污染源，采用無毒無害的溶劑或無溶劑反應代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有機反應已成為綠色化學的重要研究方向。無溶劑反應具有能耗低，污染少的優(yōu)點，是最經(jīng)濟的綠色化合成方法及現(xiàn)代化工追求的目標。研磨反應是無溶劑有機合成的一個重要組成部分，條件溫和、操作簡單、環(huán)境友好，而且在反應速度、收率、選擇性等方面較溶液中有顯著優(yōu)勢，是一種較理想的合成方法。通過綠色化學的方法合成稠雜環(huán)分子是一個全新的課題，也是一個很有應用前景的研究方向。 本項目以稠雜環(huán)為母體結(jié)構，采用無溶劑綠色合成技術合成各類稠雜環(huán)衍生物，并探索其光電性能。通過衍生化增加分子大π鍵共軛體系、增加母體分子核心部分的剛性平面結(jié)構和改變?nèi)〈确椒ㄔO計并合成具有長波長熒光分子，開發(fā)出具有優(yōu)良性能的紅色發(fā)光材料分子。
獲獎情況
- 1、芳基咪唑并菲咯啉的無溶劑綠色合成研究，李郁錦；黃煥明；高建榮；賈建洪；董華青；韓亮；盛衛(wèi)堅，to be published 有機化學（導師第一作者） 2、《菲咯啉體系功能色素紅色熒光分子的設計與綠色合成研究》獲2009年：“國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃”項目，項目編號：091033701，資助金額：2萬（負責人） 3、《Solvent-free and catalyst-free synthesis of Imidazo-[4,5-f]- 1,10- phenanthroline》一文作為第一作者收錄在第二屆國際綠色化工產(chǎn)品和過程工程研討會） 4. 專利：一種咪唑并菲咯啉類化合物的綠色合成新工藝，李郁錦、 5黃煥明、高建榮、賈建洪、韓亮、盛衛(wèi)堅（導師第一）, 申請?zhí)枺?01110072435.3
鑒定結(jié)果
- 無溶劑有機合成具有一定難度，首次實現(xiàn)了這些化合物的無溶劑研磨合成，數(shù)據(jù)翔實、可靠。
參考文獻
- [1] Anastas P T，Williamson T C．Green Chemistry：Frontiers in Benign Chemical Syntheses and Processes［M］，New York：Oxford University Press：1998． [2] Poliakoff M，Anastas P．Frontiers in Benign Chemical Syntheses and Processes［J］．Nature，2001，413：257． [3] De Simone J M．Practical Approaches to Green Solvents［J］．Science，2002，297：803-807． [4] 閔恩澤，傅軍．綠色化學的進展［J］．化學通報，1999，（1）：10-21． [5] 朱慎林，趙毅紅，周中平．清潔生產(chǎn)導論［M］．北京：化學工業(yè)出版社，2001． [6] 王春燕．綠色化學21世紀科學的新領域［J］．中國石油和化工，2004，（3）：8-10． [7] Blancard A，et al．Green processing using ionic liquids and CO2［J］．Nature，1999，399（6731）：28-29． [8] Merrifield R B．Solid Phase Peptide Synthesis. I. The Synthesis of a Tetrapeptide［J］．J．Am．Chem．Soc．，1963，85（14），2149-2154． [9] 田中孝一著．無溶劑有機合成［Ｍ］．劉群譯．北京：化學工業(yè)出版社，2005．
同類課題研究水平概述
- 有機溶劑由于揮發(fā)性大、毒性強已成為有機合成工業(yè)的主要污染源，采用無毒無害的溶劑或無溶劑反應代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有機反應已成為綠色化學的重要研究方向。無溶劑反應具有能耗低，污染少的優(yōu)點，是最經(jīng)濟的綠色化合成方法及現(xiàn)代化工追求的目標。 根據(jù)現(xiàn)有的研究成果，可以看到無溶劑有機合成有著常規(guī)反應無法比擬的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 1.低污染、低能耗、操作簡便：無溶劑有機合成最大限度地限制了反應中有機溶劑的參加，避免溶劑的揮發(fā)和廢液的排放，減少了對環(huán)境的污染；同時，很多反應只需要研磨、攪拌等操作，節(jié)能、方便，降低了生產(chǎn)成本。 2.較高的選擇性：無溶劑合成提供了新的分子環(huán)境，有可能使反應的選擇性、轉(zhuǎn)化率提高。在固體狀態(tài)下，反應分子有序排列，分子構象相對固定，而且可以利用形成包結(jié)物、混晶、分子晶體等手段控制反應物的分子構型，尤其是通過光學活性的主體化合物形成包結(jié)物控制反應物分子構型，實現(xiàn)了對映選擇性的固態(tài)不對稱合成。 3.提高反應的效率：無溶劑固態(tài)或液態(tài)有機反應，由于沒有溶劑分子的介入，反應體系的微環(huán)境不同于溶液，造成了反應部位的局部高濃度，提高了反應效率。同時，由于沒有外加的溶劑，可使產(chǎn)物的分離提純過程變得較容易進行。有些反應完成后用少量水或有機溶劑將極少量的原料洗凈即可；有的反應加入計量比的反應物，且轉(zhuǎn)化率達到100%時得到的是單一的純凈產(chǎn)物，不必再進行分離提純。 研磨反應是無溶劑有機合成的一個重要組成部分，條件溫和、操作簡單、環(huán)境友好，而且在反應速度、收率、選擇性等方面較溶液中有顯著優(yōu)勢，是一種較理想的合成方法。通過綠色化學的方法合成稠雜環(huán)分子是一個全新的課題，也是一個很有應用前景的研究方向。 本項目以稠雜環(huán)為母體結(jié)構，首次采用無溶劑研磨綠色合成技術合成各類稠雜環(huán)衍生物，并探索其光電性能。通過衍生化增加分子大π鍵共軛體系、增加母體分子核心部分的剛性平面結(jié)構和改變?nèi)〈确椒ㄔO計并合成具有長波長熒光分子，開發(fā)出具有優(yōu)良性能的紅色發(fā)光材料分子。 到目前為止，首次采用無溶劑研磨綠色合成技術實現(xiàn)了苯并二呋喃酮、芳基咪唑并菲咯啉、吩嗪類及萘醌類三類衍生物的無溶劑綠色合成及水相中的合成反應。合成了苯并二呋喃酮類化合物8個，芳基咪唑菲咯啉類化合物8個，吩嗪衍生物2個，萘醌類化合物4個。
