《羥基負離子還原芳香硝基化合物的反應和機理研究》是依託北京交通大學，由劉博擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：羥基負離子還原芳香硝基化合物的反應和機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉博
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
OHˉ作為單電子還原劑可以還原一些有機化合物，但由於鹼金屬氫氧化物只能很好的溶解在水溶液中，而在水溶液中OHˉ還原能力很弱，所以限制了其在有機反應中的套用。為了拓展OHˉ作為還原劑在有機反應中的套用，提高OHˉ在水溶液中的還原能力，探索其在有機溶劑中還原反應的研究，將有著重要的理論意義和套用價值。本項目分別在水溶液和有機溶劑中研究了OHˉ還原芳香硝基化合物的反應，均得到了相應的還原產物氧化偶氮類化合物。在水溶液中，OHˉ不能還原芳香硝基化合物，當加入β-環糊精時，還原反應才能順利進行。由此，我們找到了一種有效提高OHˉ在水溶液中還原能力的方法。在有機溶劑（如四氫呋喃、苯）中，雖然氫氧化鈉的溶解度較差，但研究發現OHˉ仍能還原芳香硝基化合物，從而探索出了可被OHˉ還原的新的類型化合物。本項目的研究內容為OHˉ作為還原劑在有機化學反應中的套用找到了一個新的突破點。
結題摘要
芳香硝基化合物具有十分豐富和活潑的化學性質，廣泛套用於有機合成中。本項目分別在β-環糊精（β-CD）/ NaOH 和聚乙二醇（PEG-400）/ KBH4水溶液體系中，對芳香硝基化合物還原為相應的氧化偶氮苯類產物的反應進行了研究。結果表明，在以上兩個體系中，均可實現氧化偶氮苯類化合物的綠色合成。 在β-CD /NaOH水溶液體系中，探索了芳香硝基化合物還原為相應氧化偶氮苯類產物的反應機理。β-CD在反應體系中只提供反應所需的微環境，並未分解或斷裂產生還原性糖類化合物來參與反應，從而為羥基負離子作為還原劑提供了依據。通過進一步最佳化反應條件，歸納底物和取代基效應對反應的影響時發現——在β-CD /NaOH水溶液中，含有對硝基甲苯類結構的芳香硝基化合物，不能被順利還原為相應的氧化偶氮苯類產物，而是發生甲基位C-C偶聯反應，因而成為一種新的對硝基甲苯類C-C偶聯反應的綠色合成方法。實驗結果表明，在該反應體系中，芳香硝基化合物的還原具有很強的選擇性，且涉及自由基反應機理，從而進一步支持了羥基負離子作為還原劑存在的可能性。
