1、毕业设计开题报告 应用化学 二茂镁与 2， 4， 6-三甲基苯基 - -二亚胺的反应研究 一、选题的背景和意义 二茂镁的分子式： Mg(C5H5)2 。又称双 (异戊二烯基 )镁，是两个环戊二烯基连接在一个 Mg 上的结构。白色晶体。熔点 176。在 1 大气压下， 100时升华。对空气、潮湿、二氧化碳和二硫化碳均很敏感，固态晶体曝置在空气中着火。但是在无水乙醚、四氢呋喃、苯、二甲苯中能溶解而不发生分解作用；棕褐色。强烈水解。与某金属的氯化物反应，可脱去氯化镁而得二茂金属。例如，它与无水 FeCl3 作用生成二茂铁，并和醛类和酮类作 用生成富勒烯类。一些晶体结构的工作表明，它和二茂铁有相同的构
2、型，相同的晶胞大小。处理固态二茂镁是应十分小心的，必须在惰性气氛中进行。二茂镁是向过渡金属引入环戊二烯基的一种很有用的试剂。 碳二亚胺 （ Carbodiimide）含有 N=C=N 官能团 ，是一类常用的失水剂，主要用于活化 羧基 ，促使 酰胺 和 酯 的生成。一般由 硫脲 失 硫化氢 或 脲 失水制备， 水解 得到 脲 衍生物。而 -二亚胺（图 1）是一类含有 -N=C-C=N-的结构的不饱和亚胺化合物。聚积态双键的不饱和化合物，它与双烯，烯酮，异氰酸酯等化合物相似。 -二亚胺目前主要作为一类高效催化剂被广泛应用。 N NR 2R 2R 1R 1 图 1 -二亚胺 最近， Alexande
3、r 教授等几位化学研究者成功使 Yb(C9H7)2(thf)2和 ph-N=C(Me)-（ Me ） C=N-ph 发 生 反 应 ， 得 到 了 意 想 不到的产品 四核化合物Yb2(-5:4-C9H7)(5-C9H7)2-4:4-PhNC(CH2)=C(Me)NPh2（图 2）。本实验将分别制备结构类似的二茂镁及 2， 4， 6三甲基苯基 - -二亚胺进行反应，试验其是否可以进行反应以及其在其可以进行反应的情况下，生成何种产物。 1 图 2 Yb(C9H7)2(thf)2和 ph-N=C(Me)-（ Me） C=N-ph反应 二、研究目标与主要内容 （含论文提纲） 1、完成原料二茂镁 以及
4、 2， 4， 6 三甲基苯基 - -二亚胺的制备。 2、将二茂镁与 2， 4， 6 三甲基苯基 - -二亚胺于一定条件下进行反应。 3、观察反应的进行，进一步熟悉有关各个仪器的使用和操作过程。 4、对生成的产物进行红外、核磁等分析研究，测定其结构与性质。 提纲： 1前言 1.1 二茂镁的性质及应用 1.2 -二亚胺的性质及应用 1.3 对类似反应的探讨与研究 2 二茂镁与 2， 4， 6三甲基苯基尔法二亚胺反应 2.1 原料的制备及预处理 2.2 仪器 3结果与讨论 3.1 反应方法 3.3 产物的表征 3.4 主要实验装置图 4实验条件的讨 论 5结论 参考文献 三、拟采取的研究方法、研究手
5、段及技术路线、实验方案等 反应方法： 2 1）以乙二醛和 2， 4， 6 三甲基苯胺为原料制得 2， 4， 6 三甲基苯基 - -二亚胺； 2） 以二聚环戊二烯（阿拉丁）及正丁基镁为原料制得二茂镁白色纯品； 3）将反应物在一定条件下混合进行反应；研究温度、溶剂、加料顺序等对反应的影响，得到最佳反应和产物的分离条件； 4）得到产物粗品进行纯化。 实验原理： NNM g+四、中外文参考文献 1傅 智盛 ,朱良 , 范志 强 . - 二亚胺 配体 的研究 发展 M. 合成 树 脂及 塑料，2010,27(2):59-62. 2Alexander A.Trifonov.Elena A,Fedorova
6、. Georgy K,Fukin. Evgenii V.Baranov.Nikolai O.Druzhkov,and Mikhail N,Bochkarev. Bridging -5:4-Coordination of an Indenyl Ligand and Reductive Couplingof Diazabutadienes in the Assembly of Di- and Tetranuclear Mixed-ValentJ. Chemistry A European Journal.2006,12:2752-2757. 3陆得漳 .碳二亚胺的化学 J.化学通报 ,1965,9
7、:134-137. 4杨海滨 ,苏宇 . 新型 Ni( )、 Pd( )基后过渡金属络合物催化烯烃聚合的研究进展 J.广州化学， 2000， 25（ 1）： 59-64. 5萧翼之 ,张启兴 ,王海华 . 新型 Ni(acac)2/TiCl4/L 配体复合催化剂催化乙烯聚合制备支化聚乙烯的研究 J. 中山大学学报 (自然科学版 ),2003,42(3):28-32. 6暴峰 ,张玲 ,桂国球 ,伍青 . 后过渡金属催化剂催化烯烃 /极性单体共聚的研究进展 J.现代化工 ,2003,23(4):20-23. 7高明丽 .亚胺类金属络合物的合成及其催化烯烃聚合的研究 D.上海 :中国科学院 上海有
8、机化学研究所 ,2007,16:214-218 8贝浼智 , 肖亚平 . 二茂镁的原位合成及其与拨基化合物的反应 J.有机化学研究简报，1996， 16： 450-452. 9江洪流 ,卢金山 .苊二亚胺镍 /SiO2-MgCl2/AlEt2Cl催化乙烯的聚合反应 J.高分子材料科3 学与工程， 2010， 26（ 1）： 16-18. 10薛行华 ,王海华 . _二亚胺合镍氯化物 /SiO2负载催化剂合成支化聚乙烯 J.中山大学学报 (自然科学版 ),2003,42(4)： 43-46. 11Alexander A. Trifonov, Elena A. Fedorova,Georgy K.
9、Fukin,Nikolai O.Druzhkov, and Mikhail N.Bochkarev.C-C Coupling and C-H Bond Activation Unexpected Pathways in the Reactions of Yb(5-C13H9)2(thf)2 with DiazadienesJ. Angewandte Chemie.2004,43:5045-5048. 五、研究的整体方案与工作进度安排 （内容、步骤、时间） 实验方案： 1.二茂镁的制备 在盛有沸石 250ml 的圆底烧瓶中加入 100 ml 的二聚环戊二烯（阿拉丁），用电热套加热，收集 40 摄
10、氏度的馏分。至于冰箱中冷藏备用。 在氮气保护下，用冰水浴（ 0 摄氏度 ），向盛有 32 ml 的正丁基镁（ 1 M）的二口瓶中慢慢加入 8 ml 新制的环戊二烯，搅拌反应 50 min 后，在室温下继续搅拌一夜。减压除去挥发性组分，得到粗产品，再经过二次升华后得到白色纯品。 2.2， 4， 6-三甲基苯基 - -乙二亚胺的制备与纯化 将乙二醛 36.3g 溶解于 150mL 甲醇中，形成 A溶液；将 2， 4， 6-三甲基苯胺 136.6g溶解于 150mL 甲醇中，形成 B 溶液；在磁力搅拌下，将溶液 A加入溶液 B，再加入甲酸（ 98%， 5mL），待出现沉淀后，加热回流三小时。冷却至室
11、温，抽滤，用少量甲醇洗涤至洗液呈浅黄色 为止，然后真空干燥。 将足量的无水乙醇加入到已制备的 2， 4， 6-三甲基苯基 - -二亚胺中，加热搅拌使之完全溶解。待其完全溶解后停止加热（完全溶解时溶液呈棕黄色透明），冷却使之重结晶（亮黄色），直至一段时间内没有产生结晶，抽滤 1-2h。 抽滤完成后，真空干燥 1h 左右（真空干燥前必须检查容器气密性）。然后取一小部分测其熔点（测得熔点为 150.8 摄氏度），另取一小部分放入烘箱进行进一步的干燥（ 30min），干燥完成后 在研钵中和溴化钾混合研磨，用压片机压片，再用傅立叶红外光谱仪扫描。 3.2， 4， 6-三甲基苯基 - -乙二亚胺与二茂镁的
12、反应 称取已纯化的 2， 4， 6-三甲基苯基 - -乙二亚胺 1.168g（ 4mmol）与搅拌子一起加4 入到反应瓶，用软塞塞紧瓶口。用注射器抽取浓度为 0.329mol/L 的二茂镁 6mL 注入之前的反应瓶中，塞紧瓶口，在氮气保护及磁力搅拌下进行反应（ 13 日下午 17 时 -17 日上午 9时）。 待反应完成后，加入 1mL 水进行水解（ 0.5h）。将少量乙醚加入反应瓶，待其分层后倒入到分液漏斗中，然后将下层杂质放掉。将剩余上层溶液倒入干燥反应瓶，加入无水硫酸镁，塞进瓶口（一晚上）。 用漏斗将硫酸镁过滤掉，装入反应瓶 ，塞紧后在磁力搅拌下进行真空干燥（出去剩余的杂质水和乙醚）（
13、1.5-2h）。 4. 产物的鉴定与分析 干燥完成后得到产物。取少量均匀涂抹在溴化钾片上，进行红外光谱测试，得到产品红外谱图。 工作进度安排： 2010 年 11 月 22日至 2010 年 12 月 1 日 确定论文课题 2010 年 11 月 15日至 2010 年 12 月 25 日 查阅文献，开始准备试验 2010 年 12 月 25日至 2011 年 1月 5日 完成文献综述、外文翻译、开题报告，并开始实验 2010 年 12 月 15日至 2011 年 1月 30 日 完成所有实验，获得所有必需的实验数据 2011 年 2月 1 日至 2011 年 2 月 18 日 完成论文初稿
14、2011 年 2月 19 日至 2011 年 4 月 28日 论文定稿 六、研究的主要特点及创新点 首先，实验前对类似的反应进行了探索与分析，对其产物的结构与性质进行了研究。其次，对该反应的原料（二茂镁及 2， 4， 6 三甲基苯基 - -二亚胺）进行了制备及研究，充分的了解它的制备方法、化学与物理性质，并且了解了它们在化工各个领域的应用及前景。最后，采用与 Yb(C9H7)2(thf)2结构类似的二茂镁与 -二亚胺进行反应，可能5 得到一种 新的多齿基亚胺配体 产物，其结构、性质是否符 合预期，这是在其同类反应比较少的情况下的一次尝试。 这个试验的成功有利于今后在这些方面的探索与发现，更加有利于 进一步丰富我们对二茂镁及 2， 4， 6三甲基苯基 - -二亚胺的性质认识，以及 扩展二茂镁及 -二亚胺在化工方面的用途。并且，生成的新物质具有全新的结构和独特的功能，会吸引更多的人进行研究，从而得到大量的新化合物， 而且可能会对相关领域产生极大的影响，促进科学与人类社会的发展进步。
