有机合成教学实验《7-硝基苯并噻吩-2-甲酸乙酯的合成》

有机合成教学实验

《7-硝基苯并噻吩-2-甲酸乙酯的合成》

优化与改进目录第一部分第二部分第三部分第四部分背景介绍改进思路改进实验介绍改进实验分析第五部分创新性背景介绍第一部分《7-硝基苯并噻吩-2-甲酸乙酯的合成》【有机合成实验】是应用化学专业的重要单列实验课程教学的目的1、通过实验，使学生训练并掌握有机合成的基本技能2、学会正确选择有机化合物的合成、分离、提纯和分析鉴定的方法《7-硝基苯并噻吩-2-甲酸乙酯的合成》应用化学专业【有机合成实验】课程本科生【化学应用能力与创新训练】课程苯并噻吩衍生物在工业中的用途染料、有机发光半导体等药理和生理活性1997年在美国上市的齐留通（Zileuton），通过抑制体内白三烯的合成发挥治疗哮喘的作用2014年上市的新药伊格列净（Ipragliflozin）可用于治疗II型糖尿病原教学合成路线缺点原料不易得耗时较长PCC毒性较大产率不稳定后处理难度较大CO2HClNO21ClNO22CHOClNO23OHOOHSNO2SCO2Et4K2CO3,4hNaBH4/BF3PCC0°C,5h2h创新目标改进苯并噻吩环系合成方法和步骤，降低试剂用量，优化后处理过程，减少有毒物使用和三废排放，使之更符合教学实验和绿色化学要求。改进思路第二部分文献调研原料2-氯-3-硝基苯甲醛没有商品化途径一：2-氯-3-硝基苯甲酸还原、氧化两步获得，原料仍不易获得途径二：苯胺衍生物经取代、氧化两步获得，产率低、可靠性差改进思路目标产物苯并噻吩合成的关键步骤：巯基乙酸乙酯与前体的芳族亲核取代（SNAr）反应X=卤素：原料不易得X=TsO：原料易得关键中间体逆合成分析参考文献：J.Am.Chem.Soc.,1967,6770-6770;Synthesis,2011,3429-3434;Bioorg.Med.Chem.Lett.,2012,806-810.改进后合成路线第三部分改进实验介绍试剂、材料和仪器水杨醛、六水合硝酸锌、三氯三嗪、对甲苯磺酰氯、巯基乙酸乙酯、稀盐酸、四氢呋喃、乙腈、无水碳酸钾、无水硫酸钠、丙酮、乙酸乙酯，均为国药分析纯。圆底烧瓶、翻口塞、注射器、锥形瓶、玻璃棒、磁子、布氏漏斗、抽滤瓶、磁力搅拌器、恒温磁力搅拌油浴锅、循环水式真空泵、旋转蒸发仪。实验步骤56后处理实验步骤67后处理实验步骤74后处理产品表征改进方案分析第四部分1234实验操作后处理物料毒性反应时长一、物料毒性原路线由化合物2氧化成化合物3时，所用试剂PCC毒性大，易变质，可重复率低。改进后无高毒性试剂，实验过程绿色安全，可重复率高。二、反应时长原路线目标产物合成时长：24学时改进后目标产物合成时长：12学时改进方法后时长变短，更适合实验教学

三、后处理改进后后处理简单、快速，可重复率高苯并噻吩合成步骤：使用低沸点THF作为反应溶剂，易处理原路线PCC氧化步骤：产物吸附，需大量溶剂洗涤苯并噻吩环合成步骤：溶剂DMF沸点高，后处理需要反复多次水洗四、实验操作原路线实验操作改进后实验操作回流萃取操作真空旋转蒸发仪的使用硅胶快速柱层析硅藻土抽滤回流萃取操作真空旋转蒸发仪的使用硅胶快速柱层析冰水浴沉析由谱图鉴定物质结构改进前后对比改进前改进后高毒试剂有无高沸点溶剂有无后处理较难容易学时2412结构鉴定无有第五部分创新性创新性1、改进后合成路线以对甲苯磺酰氧基代替氯原子作为离去基团，以低沸点的THF代替高沸点的DMF作溶剂，以常见化合物水杨醛为起始原料，避免了高毒试剂PCC，降低了试剂用量，优化了后处理过程，减少了有毒物使用和三废排放，更符合教学实验和绿