Mitsunobu反应在手性添加剂R3CCUO8合成中的应用毕业论文

1、mitsunobu反应在手性添加剂r-3ccuo8合成中的应用the application of mitsunobu reaction in synthesis of chiral additives r-3ccuo8目 录引言1 第一章 简介2 1.1 r-3ccuo8简介 2 1.2 mitsunobu 反应简介2 1.2.1 mitsunobu 反应结构式 2 1.2.2 mitsunobu 反应原理3 1.3研究目的及其意义3第二章 实验部分3 2.1 实验仪器、试剂3 2.1.1实验仪器3 2.1.2试剂4 2.2 化合物合成4 2.2.1合成路线4 2.3.2 实验操作4 2.3

2、.3分析图谱5第三章 结果与讨论 63.1反应结果对液晶材料的影响63.2水对反应的影响63.3与磺酸酯烃化试剂对比73.4注意事项7第四章 结论与mitsunobu反应展望 7 4.1 结论7 4.2 mitsunobu 反应展望8mitsunobu反应在手性添加剂r-3ccuo8合成中的应用 摘要：手性添加剂在混合液晶中能诱导向列相形成胆甾相或者手性相列相，在液晶显示中具有重要的用途。mitsunobu反应中，能够使带有旋光性的醇的结构发生翻转，这个在液晶手性添加剂的合成中具有重要的意义。根据需要，在合成化合物r-3ccuo8时，采用mitsunobu反应，将仲醇与酚直接反应手性发生翻转的

3、化合物,且收率要对其它的醚化反应要高。并且mitsunobu反应在手性化合物合成应用中具有良好的应用前景。关键词：mitsunobu反应 手性 翻转 合成 醚化the application of mitsunobu reaction in synthesis of chiral additives r-3ccuo8abstract: the chiral additive in the mixed liquid crystal formation can be induced nematic phase or cholesteric phase of chiral phase column,

4、 which displays an important purpose in the liquid crystal dis. mitsunobu reaction, to make chiral alcohols with a structure and overturned, has an important significance in the synthesis of chiral liquid crystal. necessary, in the synthesis of compounds r-3ccuo8, the use of mitsunobu reaction, the

5、direct reaction of secondary alcohols and phenol compounds chiral rollover occurs, and the yield of ether to the reaction of the other higher. mitsunobu reaction in synthetic applications of chiral compounds has a good prospect.keywords: mitsunobu reaction chiral synthesis ether flip引 言手性添加剂是显示用液晶材料

6、中重要的组分。friedel 就发现在相列相液晶中添加少量的光学活性物质，可以诱导向列相转变为胆甾相1。tft液晶显示用手性添加剂r-3ccuo8具有较大的htp值以及良好的光稳定性和化学稳定性，且不含有氰基和酯基等强极性，同时苯环上引入f原子，增加了脂溶性2。是一种良好的液晶材料手性添加剂。 在该化合物合成的过程中，涉及到结构上的手性。根据以前合成的方法，有两步反应。第一步反应是将原料r-（-）-2-辛醇与对甲苯磺酸反应，生成对甲苯磺酸酯。再与化合物2，5-二氟-4-三丙基双环己基苯酚（3ccuh）进行醚化生成产物。本反应中没有涉及手性结构的变化。但是本法反应有两步，且两步收率在20%25%

7、之间3。造成劳动量加大且成本很高。本文中，用mitsunobu反应合成醚的方法进行实验，并与上述方法的结论进行对比。第一章 简 介 在三苯基膦和偶氮二甲酸二甲酯（dead）作用下，伯醇、仲醇与酚反应几乎定量产率生成相应的醚，该反应称为mitsunobu 偶联反应4。mitsunobu 反应是以日本青山学院大学有机化学家光延旺洋（oyo mitsunobu）教授命名的的人名反应。1967年光延旺洋等首先报道，在dead和三苯基膦存在下羧酸与伯醇、仲醇成酯，并提出了反应机理5。1971年光延旺洋等发现光学纯仲醇s-（+）-辛醇在dead和三苯基膦存在下与苯甲酸成酯时手性碳发生了构型翻转6。1981

8、年光延旺洋发表有关deadg与三苯基膦组合在有机合成中应用的综述，推动了mitsunobu反应的发展与应用4。1.1 r-3ccuo8简介 r-3ccuo8的化学名称是r-（-）-2-辛基，2，5-二氟-4-三丙基双环己基苯基醚。是tft液晶材料中的手性添加剂。化学结构式如下： 该分子的结构特点是不含脂基或者氰基强极性基团，分子骨架上部分与tft用液晶具有相似性，骨架上引入双环己基苯，苯环上引入f原子以增加脂溶性。具有较好的电压保持率、良好相溶性等优点。 合成方法有甲磺酸酯作为烃化试剂醚化法3、mitsunobu反应。1.2 mitsunobu反应1.2.1 mitsunobu反应的结构式用d

9、ead和pph3产生的亲核物种将醇进行sn2转化反应7。1.2.2反应机理mitsunobu反应得到较多共识的3步机理如下：（1）1与2快速加成反应生成两性离子3，其后被酸性nuh质子化生成季膦盐；（2）醇的活化步骤，季膦盐与醇反应生成氧膦盐4和还原型副产物肼二羧酸二酯；（3）亲核试剂nu-与氧膦盐离子发生sn2反应，生成构型反转的5和氧化型副产物三苯氧膦。mitsunobu反应中生成的氧膦盐离子具有极佳的离去基团特性8。1.3 研究目的及其意义甲磺酸酯作为烃化试剂醚化法，成本较高，且处理比较难，用到吡啶等有毒试剂。为了改进合成方法，改用mitsunobu 反应。这样不仅能够降低成本，还能够节

10、约劳动力。同时为其他手性化合物的合成提供参考。第二章 实验部分2.1实验仪器及试剂2.1.1 仪器1l三口瓶、300ml恒压滴加漏斗、温度计、机械搅拌装置、n2保护装置、吸滤装置、重结晶装置、agilent气相色谱仪、扭矩测试仪。2.1.2 试剂3ccuh(江苏和成化学材料有限公司自制)、s-（+）-仲辛醇（邯郸科正化工有限公司）、dead（上海嘉辰）、三苯基膦（上海嘉辰）、thf用前进行干燥处理（重蒸）。其他试剂均为分析纯。2.2化合物合成2.2.1合成路线 2.2.2实验操作检查玻璃仪器干燥洁净，无破损。反应各装置正常。1l三口瓶中加入3ccuh（16.8g ,0.05mol）、s-（+）

11、-仲辛醇（6.69g ,0.0535mol）、三苯基膦（15.72g ,0.06mol）、thf（400ml）。开启搅拌，用氮气置换56次，氮气保护下用冰盐浴降温至5左右。向反应瓶中滴加dead（10.44g ,0.06mol）的thf（60ml）溶液。滴加时保持温度010。滴完后，在此温度下搅拌20分钟。撤去冰盐浴，室温下搅拌3小时，反应液颜色逐渐退去。取样，送气相过控。过控合格后处理。将反应液倒入适量水中，用二氯甲烷提取。用无水硫酸钠干燥分液出来的有机相。直接进行硅胶柱过滤，滤液旋干得白色粗品。用3倍乙醇加热至沸腾，固体全部溶解，室温下冷却，适当搅拌，防止结成块。再入冰箱冷冻3小时，吸滤得

12、白色固体。重复2次，得白色固体产品（17.52g,78.2%），htp值为10.77。2.2.3分析谱图气相谱图如图1，主峰在19.499分钟，纯度为：99.936%。面积百分比报告如表1。图1：3ccuo8气相谱图表1：3ccuo8面积百分比报告信号保留时间 min类型峰宽 min面积 pa*s面积 %113.827mm m0.0340.567010.01121113.982mm m0.0270.317410.00627114.411mm m0.0320.757100.01496115.684mm m0.0340.322510.00637115.898mm m0.0360.213050.00

13、421116.917mm m0.0350.190980.00377118.092mm m0.0500.239720.00474119.499mm m0.1245056.2424199.93600120.046mm m0.0530.465060.00919121.049mm m0.0430.165250.00327总面积 = 5059.480第三章实验结果与讨论3.1反应结果对液晶材料的影响本反应的收率为78.2%,考虑到重结晶的损失，反应是相对完全的。反应经过适当的处理，没有主杂质影响纯度，这个对tft显示材料手性添加剂来说，是有利于控制材料的稳定性。有较高的电压保持率（v.h.r），与主体液

14、晶材料有良好的相溶性，且不易被吸附剂（硅胶或氧化铝）所吸附9，10。3.2水对反应的影响mitsunobu反应是一个脱水的缩合过程，必须控制反应体系中的水分，避免1和2的损耗。反应介质采用无水非质子溶剂，本实验中，采用的是四氢呋喃（thf）。反应结束后，用二氯甲烷提取。在实验时，dead和三苯基膦是1.2倍当量。也偿试使用1倍当量和1.1倍当量，实验的预期效果并不好。具体见表2。在实验过程中，也可以确定1.2倍最有利于反应的进行。表2：不同反应当量的对比项目实验现象处理后gc产率htp值1倍当量反应液呈微黄色99.83%63.1%10.011.1倍当量反应液呈微黄色99.87%69.4%10.

15、211.2倍当量反应液呈无色99.93%78.2%10.773.3与磺酸酯烃化试剂对比 磺酸酯作为烃化试剂，在本化合物合成中，首先对甲苯磺酸与r-（-）-仲辛醇反应，生成磺酸酯。再与3ccuh的酚钾反应，生成最终产物。在本合成方法中，收率低(20%25%)，其他类同类型的反应收率也不高(50%)11。且后处理时，比较复杂，第一步反应，反应时间长（16h），反应后处理时，必要要将有机碱吡啶除干净，水洗的次数较多，且对环境影响大。第二步反应后，有许多没有反应完的原料，必须要回收利用。工作重复烦琐。且最终反应产物的htp值在10左右，容易造成htp值不合格（要求htp值1011）。 mitsunob

16、u 反应是一个温和的反应，具有高度的立体选择性。操作条件容易控制，且在本反应中，手性翻转效果很好，无副产物生成。操作相对磺酸酯烃化试剂具有操作简便，反应易控制，反应较完全等优点。特别是在液晶材料手性添加剂合成中，该反应以副产物少，提纯方便，优点十分明显。3.4注意事项 mitsunobu 反应属于脱水缩合反应，所以反应过程，用氮气保护，反应接口处实施密封。防止水蒸汽进入反应体系，影响产物的收率。在使用dead时，不能剧烈摇晃或者撞击。有发生爆炸的危险12。滴加dead的过程中，不能滴加过快防止局部受热，发生副反应，影响收率和增加固提纯的难度。重结晶冷却过程中，要不断地搅拌，防止结块，影响结晶的

17、效果。第四章 实验结论及展望4.1 实验结论根据实验结果判定，本实验比较成功，使得mitsunobu 反应应用于液晶材料手性添加剂的合成又一成功实验。该实验操作简便，可靠性强，各项实验参数符合液晶材料手性添加剂的要求。适合于工艺放大生产。4.2 mitsunobu 反应展望手性添加剂在液晶配方中有着举足轻重的地位。现在人们对性添加剂的研究尚滞后于对配方主体材料的研究。为了提高材料的整体性能，必须加大对手性添加剂的研发力度。mitsunobu 反应能够使醇的手性发生翻转，在手性添加剂的合成中能够合成手性目标化合物。获取有高htp值、低粘度和较小温度相依性的手性添加剂2。同时在其他手性合成中，mi

18、tsunobu 反应也能够发挥较好的作用。在以后的合成研发过程中，mitsunobu 反应也具有重要的意义。参考文献：1friedel g. the mesomorphic states of matterj. ann. phys. , 1922, 18:273-474.2 李辉等.显示液晶用手性添加剂材料进展j .液晶与显示. 2009，24：26-32.3 江苏和成化学材料有限公司内部资料4mitsunobu o. systhesis.1981,15mitsunobu o, yamada m. preparation of esters of carboxylic and phosphoric acid via qu