1. 研究目的与意义
磁性纳米粒子兼具磁性无机粒子和高分子粒子的特性,具有超顺磁性、低毒性以及良好的生物相容性,在生物传感,靶向给药,免疫分析和存储记忆等领域有着广泛的应用。在天然的矿物质中Fe3O4是最强的磁性纳米粒子,具有低居里温度、超顺磁性、高矫顽力和高磁化率等特点,与传统磁性颗粒相比物理、化学特性优越,如居里点小、超磁性、顽强磁场强度大等等良好特质。
此外,在实验中发现Fe3O4磁性纳米粒子的比表面积很大,对其表面进行修饰不仅有利于降低Fe3O4磁性纳米粒子的表面能而减少粒子聚集,并且能够通过改变修饰物种使其具有不同特性,能够应用到有机合成中。由于在有机合成中显示出优良催化性能,并发现能重复利用,因此,近年来修饰后磁性纳米粒子催化有机反应被广泛关注。
杂环骨架广泛存在于天然的生物活性分子以及合成药物之中,因此杂环化合物的合成始终是有机合成领域中的研究热点。含氮类杂环化合物, 具有杀虫、杀菌、除草、抗病毒、消炎和抗肿瘤等生物活性, 如喹唑啉酮化合物已被发现具有较为广泛的生理活性。因此,合成不同喹唑啉酮衍生物具有广泛的意义。
2. 研究内容与预期目标
本文在参考众多文献的基础上,采用化学共沉淀法制备纳米磁性Fe3O4粒子。原料选取六水氯化铁FeCl36H2O和FeSO47H2O在氩气保护下水浴加热至一定温度,在碱性环境下继续反应,经去离子水反复洗涤后制得一定粒径的磁性Fe3O4纳米粒子,并通过柠檬酸修饰Fe3O4磁性纳米颗粒,使其具有羧基和羟基官能团。
并将柠檬酸修饰Fe3O4磁性纳米颗粒应用于催化合成不同喹唑啉酮衍生物。主要是以2-氨基苯甲酰胺与苯甲醛混合溶于乙醇中,经过磁性Fe3O4/CA催化合成喹唑啉酮衍生物为模板反应,通过改变反应条件记录反应产率来找到最佳反应条件,并在最佳反应条件下拓展反应底物,尝试合成不同的喹唑啉酮衍生物。
3. 研究方法与步骤
1、Fe3O4磁性纳米颗粒的制备
将FeCl36H2O和FeSO47H2O溶解在蒸馏水中,通入高纯氩气,升温至80℃且剧烈搅拌,接着逐滴加入新配置的NaOH溶液,调节溶液pH至11左右,此时溶液呈现黑色胶状。将上述产物继续熟化30分钟,在通氩气的情况下,滴加柠檬酸,调节pH至5左右,温度降至60℃ ,继续反应2小时得到黑色沉淀物,把三口烧瓶里的物料倒入到烧杯中,冷却一会后加入少量丙酮絮凝,在磁铁的帮助下进行磁性分离,并用无水乙醇和蒸馏水洗涤数次,产物在60℃的烘箱中烘干备用。
2、催化合成不同喹唑啉酮衍生物
4. 参考文献
[1]崔焕奇 喹唑啉类衍生物的设计合成及生物活性研究[D].青岛科技大学,硕士学位论文,2020.
[2]曹雪丽,郭晓 一种新的 活性炭负载硫酸催化合成环戊并[d]嘧啶酮和六氢喹唑啉酮[J]. 应用化学,2020, 40, 1050-1054.
[3]Lan J., Le Z., Li H., et al. Selective synthesis of functionalized quinazolinone derivatives via biocatalysis[J]. Molecular Catalysis 2020,498, 111261.
[4]Esther Amstad, Andreas U. Gehring, H?kon Fischer Influence of Electronegative Substituents on the Binding Affinity of Catechol-Derived Anchors to Fe3O4 Nanoparticles [J]. J. Phys. Chem.C, 2011, 115(3): 683–691.
5. 工作计划
1. 2022年2月25日-3月8日(第1-2周):接受毕业论文任务书,查阅参考文献,完成开题报告。制定实验方案,做好实验所需仪器设备和化学试剂等各项准备工作。
2. 2022年3月11日-4月26日(第3-9周):正式进入实验室进行实验,考察各因素对合成的影响,找到最优化反应条件,完成实验量的50%左右,接受中期检查。
3. 2022年4月29日-5月24日(第10 - 13周)完成底物拓展实验,整理归纳实验数据,进行结果分析与讨论,完成毕业论文草稿。
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