有机叠氮化合物的合成与应用进展__有机叠氮化合物的合成方法_王莉莉VIP免费

综述专论化工科技,2010,18(1):72～75SCIENCE&TECHNOLOGYINCHEMICALINDUSTRY收稿日期:2009209215作者简介:王莉莉(1985-),女,内蒙古赤峰人,昆明理工大学在读硕士生,研究方向为功能高分子。33通讯联系人。3基金项目:云南省教育厅基金项目(2002ZY120)。有机叠氮化合物的合成与应用进展3Ⅰ.有机叠氮化合物的合成方法王莉莉1,唐辉133,张晓春2(1.昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650224;2.昆明理工大学现代农业工程学院,云南昆明650224)摘要:综述了近年有机叠氮化合物的合成方法及其应用。介绍了有机叠氮化合物合成中的安全性及9种合成方法,如卤化物与叠氮化试剂的取代反应,醛、羧、酯、醇、环氧化合物、芳香胺/杂环(芳香)胺的叠氮化反应,含叠氮基分子向目标化合物的连接反应以及醛、醇与叠氮化试剂的三组分偶联反应。阐述了有机叠氮化合物在有机合成、超分子化学、聚合物与材料科学、药物与生物技术及精细化学品等领域的应用。关键词:有机叠氮化合物;有机合成;超分子化学;聚合物与材料科学;药物与生物技术;精细化学品中图分类号:O622.6文献标识码:A文章编号:100820511(2010)0120072204自1864年PeterGrie制备出第一个有机叠氮化合物苯基叠氮后,这类富含能量又可作为活性中间体加以灵活应用的化合物引起了广泛重视。其化学结构与性质已被逐步揭示,其主要类型有芳香基叠氮、烷基叠氮、烯烃叠氮、1,2叠氮醇,1,2或1,3叠氮胺,β叠氮酮和酰叠氮及其相关化合物。有机叠氮化合物通常都具有爆炸性,通过热、光、压力、摩擦或撞击引入少量外部能量后就会激烈地爆炸性分解。有机叠氮化合物也是极有价值的有机活性中间体,借助它可引入胺基,可形成活泼的氮烯,可参与点击反应、环加成反应和Staudingerligation,可合成三唑类杂环,可作为特定官能基引入药物分子中———叠氮核苷就是一种引起国际重视的AIDS治疗药物,可实现功能分子在惰性基材上的偶联和固定———固定化酶的制备与纳米材料的表面改性。近年,有机叠氮化合物发展迅速,在化工、航天和生物技术等方面的应用日趋广泛,其应用主要涉及火箭固体推进剂、枪炮发射药、含能增塑剂、含能粘合剂、高能炸药、材料改性及抗病毒药物等诸多领域。聚叠氮缩水甘油醚(GAP)因叠氮基的引入而具有高含能性,其能量密度和燃速高,燃气污染小、火焰温度和烟雾信号低,是一类很有前途的含能粘合剂;利用叠氮基团的光活性可实现功能分子在惰性载体上的偶联和固定,叠氮化嘧啶和嘌呤具有抗HIV21生物活性等等。在广泛应用的市场驱动下,其合成方法不断涌现,应用领域也持续拓展。基于对近年相关文献的研判,作者阐述了有机叠氮化合物的合成方法和应用情况。1有机叠氮化合物的合成安全性在持续关注有机叠氮化合物的合成方法和应用情况时,对其合成和使用安全性的重申很有必要。从合成的角度看,(1)有机叠氮化合物都具有潜在的爆炸性,其中间或终端产物都应在低温黑暗状态下保存;(2)在设计目标叠氮化合物前,用下述方程预先考量其安全性很有必要(N为产物中对应原子数):NC+NONN≥3(1)当目标叠氮化合物原子数满足上述方程时,可认为足够安全,但其合成和储藏时物料也应限制在g级;(3)NC/NN>3是可以安全地进行合成、分离并以纯态储藏的最小有机叠氮化合物,但其量也不应超过20g;NC/NN<3但比1大得多时,有机叠氮化合物可以考虑合成和分离,但不要奢望对其高纯品进行储藏,而只能对其溶液进行低温储藏(浓度≤1mol/L,质量<5g);NC/NN<1时,有机叠氮化合物不应考虑分离,而只应设计为瞬态的中间过渡物种,反应混合物中其量应限制在1g以下,如合成CH3N3后就应立即与过量的乙炔反应;(4)有机叠氮化合物的合成和纯化不宜使用升华、蒸馏和旋转蒸发等操作,萃取和沉淀则是最佳选择,柱层析也可能引起有机叠氮化合物分解,但满足方程(1)时除外;(5)在叠氮钠参与的反应中不要使用卤代烃(如二氯甲烷和氯彷)作溶剂,以免生成爆炸性更强的二叠氮甲烷和三叠氮甲烷;(6)相关废弃物应装入独立专用且有明确标记的容器,尤其不要使其与酸接触,以免产生高毒性的HN3(其毒性接近HCN)。2有机叠氮化合物的合成方法从原理上来说,有机叠氮化合物可用5类方法合成,即(1)N3基团的插入反应(取代或加成);(2)N2基团的插入反应(重氮转移);(3)N原...