楊小鳳,崔 玉,劉志蓮,王守鋒
(濟(jì)南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,山東 濟(jì)南 250022)
化合物1中的硝基通過(guò)氯化亞錫還原轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?,進(jìn)而得到化合物2。化合物2由供電子基團(tuán)(donor,D)氨基和電子共軛橋及吸電子基團(tuán)(acceptor,A)組成[1-3]。其合成路線如下:
試劑:化合物1(實(shí)驗(yàn)室自制)[4-5],氯化亞錫二水合物(SnCl2·2H2O),乙醇,乙酸乙酯,石油醚,飽和碳酸鈉水溶液,飽和氯化鈉水溶液,無(wú)水硫酸鈉,N,N-二甲基甲酰胺(DMF),二次蒸餾水,氘代二甲亞砜(DMSO-d6)。
儀器:圓底燒瓶,集熱式恒溫磁力加熱攪拌器,球形冷凝管,分液漏斗,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,真空干燥箱,容量瓶,比色皿,全數(shù)字核磁共振譜儀(BrukerAVANCEIII400M),紫外透射反射儀,熒光發(fā)射光譜儀。
1.3.1 合成
稱取化合物 1(0.1009 g,0.30 mmol)和 SnCl2· 2H2O(0.3795 g,2 mmol)置于100 ml圓底燒瓶中,加入二氯甲烷(8 ml)和無(wú)水乙醇(6 ml),超聲溶解至溶液透明澄清。在80℃下加熱攪拌回流,每隔半小時(shí)板層析檢測(cè)(展開劑:乙酸乙酯:石油醚=1:1)。整個(gè)反應(yīng)約為6小時(shí)。反應(yīng)完成后,停止加熱,待反應(yīng)液冷卻到室溫后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑,得到褐色固體。
1.3.2 提純
粗產(chǎn)品加入乙酸乙酯(50 ml)和飽和碳酸鈉水溶液(30 ml),常溫?cái)嚢?,分離獲得有機(jī)層,再加入飽和氯化鈉水溶液水洗,無(wú)水硫酸鈉干燥,減壓蒸餾除去溶劑,真空干燥獲得化合物2,稱量產(chǎn)品,計(jì)算產(chǎn)率。
1.3.3 核磁檢測(cè)
將化合物 2(0.0150 g)和 DMSO-d6轉(zhuǎn)移(0.6 ml)至核磁管中,搖勻后進(jìn)行核磁共振氫譜(1H NMR)和碳譜(13C NMR)測(cè)試。
1.3.4 光譜性質(zhì)測(cè)試
將化合物2(0.0076 g)用DMF溶解,用25 ml容量瓶定容,配制成1×10-3M儲(chǔ)備液。移取1 ml儲(chǔ)備液加入到49 ml DMF中,二次蒸餾水定容至100 ml,混合均勻后測(cè)定光譜。
圖1(P179)為化合物2的核磁氫譜圖,由圖1(A)可知,化學(xué)位移值為7.880 ppm(Ha)和6.820 ppm(Hd)處的兩組雙重峰分別歸屬為雙鍵(-CH=CH-)上的氫原子;化學(xué)位移值為7.680 ppm(Hb)和6.660 ppm(He)處的兩組雙重峰歸屬于苯環(huán)中的氫原子,6.883ppm處的峰歸屬于氨基(-NH2)中的氫原子,化學(xué)位移值為1.742 ppm處的單峰歸屬于兩個(gè)甲基(-CH3)上的6個(gè)氫原子,詳細(xì)數(shù)據(jù)如下:1H NMR(400 MHz,DMSO-d6):(ppm)7.880(d,J=16.0Hz,1H),7.680(d,J=8.4Hz,1H),6.883(s,2H),6.820(d,J=15.6Hz,1H),6.660(d,J=8.4 Hz,2H),1.742(s,6H);由圖 1(B)可知,化學(xué)位移值為177.87ppm(C1)和176.10ppm(C2)處的兩組峰分別歸屬為與氧原子相連的雙鍵碳原子(-O-C=C-)和與氮原子相連的雙鍵碳原子(H2N-C=C-),155.86 ppm(C3)、150.40 ppm(C4)和134.13 ppm(C5)處的三組峰分別歸屬于與苯環(huán)相連的三個(gè)雙鍵碳原子 (=C-CH=CH-Ar),122.47 ppm (C6)、114.69 ppm(C7)和114.03 ppm(C8)處的三組峰分別歸屬于苯環(huán)上的碳原子(-Ar-),113.19ppm(C9)、112.58ppm(C10)和108.11 ppm(C11)處的三組峰分別歸屬于三個(gè)氰基(-CN)上的碳原子,98.55 ppm(C12)和51.13 ppm(C14)處的兩組峰分別歸屬于與氰基相連中的碳原子(=C-CN)和(=C-(CN)2),91.88 ppm(C13)處的峰歸屬于叔碳原子((H3C)2-C-O),26.14 ppm(C15)處的峰歸屬于甲基中的碳原子(-C-(CH3)2),詳細(xì)數(shù)據(jù)如下:13C NMR(100 MHz,DMSO-d6):(ppm)177.87,176.10,155.86,150.40,134.13,122.47,114.69,114.03,113.19,112.58,108.11,98.55,91.88,51.13,26.14。
圖1 化合物2的核磁共振氫譜圖(A)和核磁共振碳譜圖(B)
圖2 化合物2(10 M)在DMF-H2O(1:1,v/v)中的紫外-吸收光譜(A)和熒光發(fā)射光譜(B)
化合物2的合成是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的研究課題,我們知道將硝基轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?,常用的還原劑有Fe/HCl、硼氫化鈉以及水合肼等,然而這些還原劑在還原硝基的同時(shí)也可將氰基還原;當(dāng)使用氯化亞錫進(jìn)行反應(yīng)時(shí),化合物1中只有硝基被還原轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?,而分子中的氰基則不受任何影響。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)的鍛煉,培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和質(zhì)疑精神,激發(fā)學(xué)生對(duì)本專業(yè)前言課題的興趣,增強(qiáng)學(xué)生勇于探索的創(chuàng)新精神和善于解決問題的實(shí)踐能力。