甲基吡喃的合成以及開環(huán)反應研究.pdf

1、甲基吡喃（2-甲基-5，6-二氫-2H吡喃）是許多天然產(chǎn)物及有機合成的重要中間體，尤其對于葉醇（順-3-己烯-1-醇）的合成，這是因為甲基吡喃的開環(huán)反應能夠保證產(chǎn)物的順式結構，因此對于甲基吡喃的合成研究很有意義。在甲基吡喃的諸多合成方法中，以甲醛、間戊二烯為原料，Lewis酸為催化劑的Diels-Alder反應合成路線具有原子利用率高，轉化率高等優(yōu)點，在本文中進行了詳細的介紹和研究。
　　根據(jù)反應的特點，本文采用多聚甲醛為原料在反

2、應體系內(nèi)解聚為甲醛并與間戊二烯進行反應，因此本文首先研究了多聚甲醛的解聚條件。通過單因素實驗，研究了溶劑的種類、加熱時間、反應溫度以及濃硫酸的加入量對多聚甲醛解聚的影響。在單因素實驗的基礎上選擇了以加熱溫度、反應時間以及濃硫酸的加入量這三個因素進行響應面實驗設計，得到了最佳解聚工藝條件：反應溫度為92.6℃、濃硫酸加入量為0.46％和加熱時間為3.9h，多聚甲醛解聚后甲醛含量為21.1%。
　　之后對甲基吡喃合成條件進行了優(yōu)化。通

3、過單因素實驗，研究了催化劑種類、催化劑的量、反應溫度、反應時間以及溶劑與間戊二烯的摩爾比等因素對甲基吡喃合成的影響。之后在單因素實驗的基礎上選擇了以反應溫度、反應時間以及催化劑的加入量這三個因素進行響應面實驗設計，得到了最佳合成工藝條件：反應溫度為96.4℃、乙酸乙酯與間戊二烯的摩爾比為1.55，催化劑四氯化錫的量為2.5ml，此時甲基吡喃的收率為39.3%。
　　本文最后還通過高斯模擬軟件分別對甲基吡喃的合成與開環(huán)反應進行了研究

4、。首先研究了路易斯酸對甲基吡喃合成的催化機理，發(fā)現(xiàn)Lewis酸能夠與甲醛形成配體，并通過吸電子作用降低甲醛的分子軌道能量。然后選用密度泛函方法（DFT）中的B3LYT/6-31G基組，用QST3方法尋找甲基吡喃合成過程中的過渡態(tài)。研究指出甲基吡喃合成反應經(jīng)歷一次過渡態(tài)。其次選用密度泛函方法（DFT）中的B3LYT/6-31G基組，用QST2方法尋找甲基吡喃開環(huán)過程中的過渡態(tài)。研究指出甲基吡喃開環(huán)反應經(jīng)歷了兩次中間體以及一次過渡態(tài)，為以后