现代化学进展综述省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

现现 代代 化化 学学 进进 展展（综（综 述）述）苏州大学化学化工学院苏州大学化学化工学院第1页1.当今中国大学化学教育、研究环境当今中国大学化学教育、研究环境2.现现代代化化学学进进展展第2页1.中国大学教育、研究环境中国大学教育、研究环境飞速发展之探究飞速发展之探究CollegeofChemistryandChemicalEngineeringSuzhou(Soochow)UniversityCHINA第3页一、当前中国科学研究现实状况中国年当年SCI论文数增加百分数占世界总数1981年1650篇0.3840000篇5.07%1依据美国汤姆逊科学信息研究所（ThomsonISI）第4页2、1999-五年中，世全界在11个学科领域中发表论文引用次数最高前10名机构中，美国哈佛大学占有6个第一，中国科学院有两个学科名列第二分子生物学和遗传学、微生物学、临床医学、分子生物学和遗传学、微生物学、临床医学、免疫学物理学、神经科学、药理学、空间学、免疫学物理学、神经科学、药理学、空间学、生物学和生物化学生物学和生物化学化学化学 中国科学院名列第二中国科学院名列第二 材料科学材料科学 中国科学院名列第二中国科学院名列第二 第5页Angew.Chem.Int.Ed.Engl.2Acta.ChimicaSinica1J.Am.Chem.Soc.4Bull.Chem.Soc.Jpn.1Chem.Eur.J.2Organometallic1J.Org.Chem5Chem.Lett.1Chem.Commun.2Chin.J.Chem.2Org.Lett.134Tetrahedron3TetrahedronLett.6J.Organomet.Chem.2Eur.J.Org.Chem11998席振锋教授发表主要论文统计第6页Helv.Chim.Acta.4Molecules2TetrahedronLett.5J.Org.Chem.2Chirality2J.Fluor.Chem2AppliedOrganometa.Chem1Tetrahedron:Asymmetry4Heterocycles1Eur.J.Org.Chem2J.Organomet.Chem.1Chem.Commun.1Org.Lett.1Eur.J.Inorg.Chem1Angew.Chem.Int.Ed.Engl.1J.Chem.Res.1Chin.J.Chem.2Tetrahedron134施敏教授发表主要论文统计第7页Angew.Chem.Int.Ed.Engl.6Acc.Chem.Res.1J.Am.Chem.Soc.2Bull.Chem.Soc.Jpn.1Chem.Eur.J.2Organometallic1J.Org.Chem10J.Combin.Chem.1Chem.Commun.4Chin.J.Chem.2Org.Lett.10Synthesis2Tetrahedron3PureandAppl.Chem.2TetrahedronLett.4TetrahedronAsymmetry1NewJ.Chem.1Synlett.2Eur.J.Org.Chem156-施麻生明教授发表主要论文统计第8页RankAbbreviatedJournalTitleISSNTotalCitesImpactFactorImmediacyIndexArticlesCHEMREV0009-26653514821.02.260146ACCOUNTSCHEMRES0001-48421561615.01.350120CHEMSOCREV0306-001247259.561.40035ANGEWCHEMINTEDIT1433-7851605268.421.776945JAMCHEMSOC0002-78631977946.51.2012680CHEM-EURJ0947-653997714.350.792578CHEMCOMMUN1359-7345457974.030.6091412ORGLETT1523-7060113104.090.8191189JORGCHEM0022-3263669433.290.7111439ORGANOMETALLICS0276-7333263413.370.669839外文期刊SCI影响因子表（有机化学)第9页ADVSYNTHCATAL1615-41503833.780.411146SYNLETT0936-521497672.740.618510GREENCHEM1463-92627972.820.612139TETRAHEDRON0040-4020323012.640.5381098TETRAHEDRONLETT0040-4039623932.320.4952276EURJORGCHEM1434-193X40442.220.532466JCHEMSOCPERKT11472-7781129961.940.431376TETRAHEDRON-ASYMMETR0957-416690882.170.262412NEWJCHEM1144-054642392.270.385312HELVCHIMACTA0018-019X81481.860.317341JORGANOMETCHEM0022-328X213202.00.402747第10页Pure&APPCHEM0033-454571771.470.196158CHIRALITY0899-004214381.570.414116CHEMLETT0366-7022120471.570.276616JPHYSORGCHEM0894-323013151.180.299117BCHEMSOCJPN0009-2673128851.230.236347HETEROCYCLES0385-541447361.08328BIOORGCHEM0045-20686211.280.10728Synthesis2.07Syntheticcommunications0.85ULTRASONICSSONOCHEMISTRY1.537ChineseChem.Lett.0.34第11页二、飞速发展国内外环境分析二、飞速发展国内外环境分析1、中国政府对教育重视：在中国重点建设100所高等 学校，每个学校由国家投入3亿人民币和地方配套投入3 亿人民币，既改进了教学条件，又改进了教员生活待 遇；2、中国科学院设置百人计划工程，吸引了许多优异中国留 学生回去建设祖国；3、教育部设置了出色青年基金项目，一样也吸引了许多优异 中国留学生回去建设祖国；4、地方政府设置特聘教授岗位，使一些优异青年教师一步 能够得到教授职位。第12页5、大批中国留学生放弃了在国外优越条件把学到 知识用往返报祖国，使中国科学研究与美国、日本差距在缩短；6、使许多教授和年轻教授年收入在610万人民币，处理 了培养儿女，家庭生活所需要费用，基本上没有后顾 之忧；7、许多教师有了自己住房（90150平方米），有了自己 汽车，有了自己研究室（80150平方米），能够做 自己想做事；8、能够自由地与国外交流，加强合作。第13页三、中国大学教育环境分析三、中国大学教育环境分析1、全国硕士招生数量增加，使从事科研队伍快速增大；2、对硕士培养质量提出了明确要求，学校层次不一样，要求也不相同；3、对不一样教师也提出了不一样要求；4、发表论文数量和质量直接与教师工作津贴挂钩；5、政府对高等院校每五年检验评定一次，既检验教育质量又 检验科研水平；6、对各类研究室（国家级、省级、校级）每三到五年进行一 次评定，实施优胜劣汰。第14页比如比如：对硕士生、博士生要求：硕士生在校学习三年，第一年完成课程学分，第二年开始进试验室做毕业论文，学制三年，假如要申请硕士学位，必须完成一篇第一作者论文，有些课题组要求必须完成一篇SCI论文才能取得硕士学位；博士硕士必须完成三篇SCI论文才能申请博士学位，往往都在5篇以上。第15页在职称上要求在职称上要求：普通情况下必须有5篇第一作者而且是SCI论文才能提升副教授；有10篇第一作者而且是SCI论文才能提升教授；当前科研水平都在提升，不一样学校又有不一样要求，不但需要看论文数量，还要看论文质量，而且能否取得国家自然科学基金项目或者其它重大项目也作为考评指标。所以许多年轻人都非常努力。因为30岁年轻人收入允许超出50岁人收入，不再按照资力来考虑酬劳，而是根据能力和贡献来考虑所得。第16页苏州大学化学化工学院00发表论文统计年论文总数关键论文SCI论文6544221034815198109532.25倍281158934.5倍校373102201185.5倍第17页2.现现代代化化学学进进展展(1)19世纪经典化学世纪经典化学道尔顿原子论,门捷列夫元素周期表等在原子层次上认识和研究化学;第18页元素周期表元素周期表HTimHelveyHeLiBeSolidsManMadeElementsBCNOFNeNaMgGasesLiquidsAlSiPSClArKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrRbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXeCsBaLaHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRnFrRaAcUnqUnpUnhUnsUnoUneUunUuuUubUutUuqUupUuhUusUuoCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr无机化合物和有机化合物无机化合物和有机化合物第19页(2)20世纪近代化学世纪近代化学组成份子化学键本质,分子强相互作用和弱相互作用,分子催化,高分子材料结构与功效关系等在分子层次上认识和研究化学;第20页男性激素女性激素C.H.O第21页b-D-(-)核糖腺嘌呤嘌呤霉素嘌呤霉素(puromycin)蛋白质生长阻止剂蛋白质生长阻止剂C.H.O.N第22页(3)二十一世纪现代化学发展总趋势:a.微观与宏观相结合;b.静态和动态(过程)相结合;c.由简单到复杂,再由复杂到简单。第23页联络：相互促进联络：相互促进相互转化相互转化硫氰酸铵尿素C.H.N.S第24页交融：相互结合形成新化合物交融：相互结合形成新化合物第25页第26页第27页21世纪当代化学特点世纪当代化学特点:1。一个速度：。一个速度：CAS登录新分子登录新分子60年增加年增加80倍倍一个定位：化学是中心科学一个定位：化学是中心科学2。二个关键：合成化学与分析化学合成份子。二个关键：合成化学与分析化学合成份子2572万种万种,识别生物分子识别生物分子5648万种万种3。三个头脑：理论化学、三个头脑：理论化学、计算化学、计算化学、化学信息学化学信息学4。四四条条腿：生命腿：生命、材料、材料、环境环境、能源化学、能源化学5。五个五个“多多”：多交叉、多层次多交叉、多层次、多尺度、多尺度、多批量、多批量、多方法多方法分子尺度分子尺度纳米尺度纳米尺度微米尺度微米尺度宏观尺度宏观尺度0、1、2、3维结构维结构第28页一个速度：60年来化学发展速度仅次于信息科学美国化学文摘CAS登录化合物1955万种，1945年110万种1999年2340万种2005/5/208220万种,60年增加80倍平均每年增加700万种第29页一个定位：一个定位：数学和物理学是上游数学和物理学是上游领头领头（基础）（基础）科学科学。数学数学是研究是研究“数数”“形形”和和“系统系统”最最根本根本基础科学；基础科学；物理学物理学是研究自然界物质能量系统是研究自然界物质能量系统最普遍规律科学；最普遍规律科学；化学化学是一门承上启下是一门承上启下中心科学中心科学，是创，是创造和识别新物质最多一门科学造和识别新物质最多一门科学生物学生物学是生物学生物学是前沿学科前沿学科第30页假如把科学比拟为长江假如把科学比拟为长江各门学科能够按照研究从简单到复杂分为：各门学科能够按照研究从简单到复杂分为：上游上游中游中游下游下游重庆重庆武汉武汉上海上海数学物理数学物理化学化学生物学生物学领头学科领头学科中心学科中心学科前沿学科前沿学科（化学要用数理、生物学要用数理化、医学要用数理化生）（化学要用数理、生物学要用数理化、医学要用数理化生）上游、中游和下游科学之间关系：上游、中游和下游科学之间关系：下游科学下游科学生物学、医学、材料科学、信息科学、能源科学、环生物学、医学、材料科学、信息科学、能源科学、环境科学、社会科学等，是直接关系人类健康、社会发展境科学、社会科学等，是直接关系人类健康、社会发展朝阳科朝阳科学学，要借用数学、物理学和化学等上中游科学规律和方法，所，要借用数学、物理学和化学等上中游科学规律和方法，所以中学生一定要打好以中学生一定要打好“数理化数理化”基础。基础。第31页“数数理理化化生生”是四门主要基础科学是四门主要基础科学“数数理理化化生生”四门是中学必修传统学科，在四门是中学必修传统学科，在20世纪就取得了辉煌成就，它们分别处于世纪就取得了辉煌成就，它们分别处于领头、中心、领头、中心、朝阳科学朝阳科学地位，都是非常主要，希望中学生和家长地位，都是非常主要，希望中学生和家长们都要重视它们。们都要重视它们。化学又是一门社会迫切需要实用科学，化学与人化学又是一门社会迫切需要实用科学，化学与人们衣食住行生活有非常紧密联络。化学是与资源、们衣食住行生活有非常紧密联络。化学是与资源、环境、能源、材料、信息、生命、地球、空间和核环境、能源、材料、信息、生命、地球、空间和核科学等朝阳科学（科学等朝阳科学（Sun-risesciences）都有紧密联络）都有紧密联络、交叉和渗透中心科学。交叉和渗透中心科学。第32页21世纪当代化学四大任务世纪当代化学四大任务：1】创造广义分子（改造世界）】创造广义分子（改造世界）2】识别生物分子，了解生命现象化学机理】识别生物分子，了解生命现象化学机理（认识世界）（认识世界）3】认识化学规律（认识世界）】认识化学规律（认识世界）4】开发化学应用（改造和保护世界）保护环境】开发化学应用（改造和保护世界）保护环境绿色绿色“原子经济原子经济”化学保护健康新药品化化学保护健康新药品化学等学等第33页(4)未来化学研究模式未来化学研究模式（a）从实际问题中抽出化学基本问题来研究；（b）吸收其它学科新理论和新结果，孕育化学生长点；（c）与其它学科融合，开拓化学新领域；（d）把握动向和时机，提出新思绪和新研究方向；（e）重视化学学科本身发展与整体科学枝术发展相结合。第34页(5)其它学科中基本化学问题其它学科中基本化学问题a.生命科学中基本化学问题生命现象作为一个复杂过程是以分子间相互作用引发一系列改变为基础。要从分子层次揭示过程复杂性，离不开化学科学，也要利用数理科学，信息科学理论及其研究思想，研究方法和技术伎俩。b.材料科学中基本化学问题材料是人类生存物质基础，而材料功效和用途基础在于它分子结构，化学是研究物质合成和分子结构。总结20世纪材料化学取得巨大进展，能够证实化学是新型材料源泉，也是材料科学发展推进力。第35页c.可连续发展基本化学问题可连续发展基本化学问题可连续发展这是人类进步基本战略，它包含确保：1）人类生存；2）生存质量；3）生存安全。绿色化学和环境化学诺贝尔化学奖取得者Noyori化学家这么说道：现在有机化学工作者一些化学物质滥用，造成了对地球环境不希望影响是一件十分遗憾事，今后假如没有从生态化学和绿色化学观点去发展枝术，就无法使化学工业继续生存下去，恪守环境保护法规，保全环境这是化学工作者和化学产业界责任。第36页绿色化学最新进展绿色化学最新进展苏州大学化学化工学院苏州大学化学化工学院College of Chemistry and Chemical Engineering of Suzhou University第37页 绿绿色色化化学学、又又称称环环境境友友好好化化学学(environmentally(environmentally benign benign chemistry)chemistry)或或清清洁洁化化学学(clean(clean chemistry),chemistry),即即用用化化学学技技术术和和方方法法把把使使用用和和生生产产对对人人类类健健康康和和安安全全，生生态态环环境境有有害害原原材材料料，产产物物及及副副产产物物降降低低到到最最低低。它它是是研研究究怎怎样样使使化化学学反反应应更更加加好好地地与与环环境境相相容容一一门门科科学学绿绿色色化化学学作作为为一一门门学学科科出出现现于于2020世世纪纪9090年年代代初初、意意在在设设计计、创创造造和和应应用用化化学学产产品品及及工工艺艺、以以降降低低和和消消除除那那些些对对人人类类健健康康、小小区区安安全全、生生态态环环境境有有害害原原料料、试试剂剂、溶溶剂剂、产产物物等等使使用用和和生生成成从从原原料料、试试剂剂、溶溶剂剂选选择择、新新型型催催化化剂剂采采取取，到到反反应应过过程程和和目目标标产产物物及及能能量量消消耗耗优优化化，均均与与绿绿色色化化学学研研究究亲亲密密相相关关.第38页绿色溶剂和反应绿色溶剂和反应条件条件能量消耗优化能量消耗优化无毒无害及可再无毒无害及可再生材料生材料绿色试剂和合绿色试剂和合成路线成路线目标产物优化目标产物优化绿色化学绿色化学Green Chemistry第39页绿色化学十二条原理绿色化学十二条原理：1.预防废物产生优于在其生成后再进行处理或清理预防废物产生优于在其生成后再进行处理或清理2.“当你浪费原料时候，你是在为此物质付出双份价钱：一份是支付作为原料费用，另一份是支付作为废物处理费用，因而，你没有从该物质上取得任何有用东西”。3.“一两预防胜于一斤治疗”2.合成方法应被设计成把反应过程中所用全部材料尽合成方法应被设计成把反应过程中所用全部材料尽可能多地转化到最终产物中可能多地转化到最终产物中3.“目标物产率100同时产生废物为0”第40页原子经济性反应原子经济性反应(重排反应，麦克尔加成反应重排反应，麦克尔加成反应)：OurworkSynlett.,2074-2076;(SCI,2.74)Synlett.,2377-2379;(SCI,2.74)Ultrasonics Sonochemistry,(inpress)(SCI,1.57)第41页3.3.只要可行，合成方法应被设计成能使用和产生对人类健康只要可行，合成方法应被设计成能使用和产生对人类健康和环境无毒或者毒性很低物质和环境无毒或者毒性很低物质4.绿色化学基础是把最大程度地降低或者消除危害性标准融入到化学设计各个方面去。5.4.化工产品应被设计成既保留功效，又降低毒性化工产品应被设计成既保留功效，又降低毒性6.绿色化学研究领域常被简称为“设计更安全化学品”。设计更安全化学品目标是为了到达两个方面均衡：既能最大程度地取得化工产品所需求性能，又能确保产品毒性和危害性被降低到最低点。7.5.应尽可能防止使用辅助性物质（如溶剂、分离剂），应尽可能防止使用辅助性物质（如溶剂、分离剂），假如使用话应是无毒假如使用话应是无毒8.8.提倡无溶剂反应、水相反应等9.第42页6.应认识到能源消耗对环境和经济影响，并应尽应认识到能源消耗对环境和经济影响，并应尽可能少可能少地使用能源地使用能源7.微波缩短反应时间；超声波能促进化学转化；尽可能使反应在室温条件下进行。8.7.只要技术和经济上可行，原料或反应底物应只要技术和经济上可行，原料或反应底物应是可再生而非耗竭是可再生而非耗竭9.化石燃料、太阳能、CO2等10.8.应尽可能防止无须要衍生化（阻断基团、保应尽可能防止无须要衍生化（阻断基团、保护护/脱保护、物理脱保护、物理/化学过程暂时修饰）化学过程暂时修饰）第43页11.分析方法需要深入发展以使在有害物质形成前能够进行即分析方法需要深入发展以使在有害物质形成前能够进行即时时和在线跟踪及控制和在线跟踪及控制12.12.12.在化学过程中在化学过程中,所用物质和物质形态应尽可能地降低发生所用物质和物质形态应尽可能地降低发生化学事故可能性化学事故可能性,包含泄漏、爆炸及火灾等包含泄漏、爆炸及火灾等9.催化性试剂（有尽可能好选择性）优于化学计量试催化性试剂（有尽可能好选择性）优于化学计量试剂剂10.化工产品应被设计成在完成使命后不在环境中久化工产品应被设计成在完成使命后不在环境中久留并降解为无毒产物留并降解为无毒产物第44页绿色化学研究基本内容绿色化学研究基本内容一一:水相中绿色化学合成水相中绿色化学合成二二:离子液中绿色化学合成离子液中绿色化学合成三三:固相绿色化学合成固相绿色化学合成四：有机光化学反应有机光化学反应第45页第46页a a-碘代甾族酮进行光照射，分别得到光开环反应产物，它比起用碘代甾族酮进行光照射，分别得到光开环反应产物，它比起用普通方法进行开环反应要方便得多，而且收率也髙普通方法进行开环反应要方便得多，而且收率也髙1(a)Alvarez,E.;Betancor,C.;Freire,R.;Martin,A.;Suarez,E.Tetrahedron Lett.1981,22,4335.(b)Masters,J.J.;Jung,D.K.;Danishefsky,S.J.;Snyder,L.B.;Park,T.K.;Isaacs,R.C.A.;Alaimo,C.A.;Young,W.B.Angew.Chem.Int.Ed.Engl.1995,34,453.(c)He,L.;Horiuchi,C.A.Bull.Chem.Soc.Jpn.1999,72,2515.第47页离子液体作为绿色试剂在有机离子液体作为绿色试剂在有机合成中应用合成中应用JiShun-Jun苏州大学化学化工学院苏州大学化学化工学院(ApplicationofionicliquidsasGreenSolventinOrganicSynthesis)第48页1.离子液体介绍离子液体介绍（1）.离子液体历史及地位离子液体历史及地位20世世纪纪40年年代代，TexasFrankHurley和和TomWier在在寻寻找找一一个个温温和和条条件件电电解解Al2O3时时把把N烷烷基基吡吡啶啶加加入入AlCl3中中，加加热热试试管管后后，得得到到了了一一个个清清澈澈透透明明液液体体。这这就就是是我我们们今今天天所所说说离离子子液液体体原原型型1。在在这这么么一一个个偶偶然然机机会会下下发发觉觉离离子子液液体体不不但但给给化化学学研研究究提提供供了了一一个个全全新新领域，而且有望对面临领域，而且有望对面临第49页污污染染、安安全全等等重重重重问问题题当当代代工工业业带带来来突突破破性性变变革革。绿绿色色化化学学就就是是针针对对污污染染起起源源与与特特征征经经过过设设计计新新路路线线、寻寻找找绿绿色色替替换换化化合合物物与与原原材材料料、选选择择高高效效催催化化剂剂等等方方法法从从源源头头上上预预防防污污染染发发生生。针针对对有有机机溶溶剂剂产产生生污污染染，寻寻找找绿绿色色替替换换溶溶剂剂便便是是主主要要研研究究内内容容。20世世纪纪90年年代代中中期期以以来来，伴伴伴伴随随绿绿色色化化学学概概念念提提出出，离离子子液液体体研研究究在在全全世世界范围掀起了热潮，至今方兴未艾。界范围掀起了热潮，至今方兴未艾。第50页附附:部分离子液体研究者照片部分离子液体研究者照片P.WasserscheidW.Keim邓友全邓友全何鸣元院士何鸣元院士T.Welton第51页一、文件综述一、文件综述1.1引引言言20世纪世纪90年代以来，伴伴随绿色化学概念提出，年代以来，伴伴随绿色化学概念提出，离子液体研究掀起热潮。所谓离子液体离子液体研究掀起热潮。所谓离子液体(ionicliquids)是指在室温或室温附近温度下呈液态由离子组成熔盐是指在室温或室温附近温度下呈液态由离子组成熔盐体系。体系。它普通由有机阳离子和无机阴离子所组成。它普通由有机阳离子和无机阴离子所组成。第52页1、对有机、金属有机、无机化合物有很好对有机、金属有机、无机化合物有很好溶解性溶解性；2 2、能够用于高真空下反应，同时又无味、不燃，在作、能够用于高真空下反应，同时又无味、不燃，在作为为环境友好环境友好溶剂方面有很大潜力；溶剂方面有很大潜力；3 3、它们与一些有机溶剂不互溶能够提供一个非水、极、它们与一些有机溶剂不互溶能够提供一个非水、极性可调性可调两相体系两相体系；4 4、它们通常含有弱配合离子，所以它们含有、它们通常含有弱配合离子，所以它们含有高极化潜高极化潜力而非配合能力力而非配合能力；5 5、它们表现出它们表现出酸及超强酸酸性酸及超强酸酸性，且酸性可调且酸性可调；6、它们比较它们比较廉价且易于制备廉价且易于制备。1.2主要特点主要特点第53页1.3离子液体合成离子液体合成合成离子液体第一步是胺或膦同卤代烷烃等烷基化试剂季合成离子液体第一步是胺或膦同卤代烷烃等烷基化试剂季碱化反应。以部分有机酸酯作为烷基化试剂还可直接制备含有碱化反应。以部分有机酸酯作为烷基化试剂还可直接制备含有对应有机阴离子离子液体。对应有机阴离子离子液体。所制得季铵盐用无水三氯化铝等金属卤化物处理，可制备所制得季铵盐用无水三氯化铝等金属卤化物处理，可制备含有对应金属核含有对应金属核CationMXn型离子液体。型离子液体。卤素季铵盐与含所需阴离子碱金属盐、铵盐、银盐、或酸卤素季铵盐与含所需阴离子碱金属盐、铵盐、银盐、或酸等进行离子交换等进行离子交换,则可得到所需离子液体。则可得到所需离子液体。第54页我们课题组工作我们课题组工作1.在离子液体中在离子液体中Lewis acids Lewis acids 催化合成双吲哚甲烷催化合成双吲哚甲烷1.1序言序言吲哚类化合物在自然界中广泛存在，许多吲哚衍生物吲哚类化合物在自然界中广泛存在，许多吲哚衍生物都含有一定生理活性。双吲哚烷基化合物及其衍生物都含有一定生理活性。双吲哚烷基化合物及其衍生物因为存在于大陆以及海洋原生物有生物活性代谢物中，因为存在于大陆以及海洋原生物有生物活性代谢物中，从而引发了化学家们极大兴趣。从而引发了化学家们极大兴趣。第55页 利用蒙脱土利用蒙脱土K-10K-10，LiClOLiClO4 4，In(OTf)In(OTf)3 3,InCl,InCl3 3，I I2 2 等作为催化剂以很好产率合成了双吲哚烷基化合物等作为催化剂以很好产率合成了双吲哚烷基化合物衍生物衍生物,然而因为有毒有害有机溶剂使用使得这些体然而因为有毒有害有机溶剂使用使得这些体系存在一定不足，需要人们去寻找符合绿色化学发系存在一定不足，需要人们去寻找符合绿色化学发展方向合成环境。展方向合成环境。作为绿色化学反应研究继续，我们研究了吲哚与各作为绿色化学反应研究继续，我们研究了吲哚与各种芳香醛及在种芳香醛及在Lewis acidsLewis acids作催化剂条件下，用离子作催化剂条件下，用离子液体作溶剂在室温搅拌下，以较高收率地得到了双液体作溶剂在室温搅拌下，以较高收率地得到了双吲哚甲烷衍生物吲哚甲烷衍生物 。第56页1.2 1.2 试验步骤试验步骤将醛将醛 2(0.5 mmol)2(0.5 mmol)、催化剂、催化剂(5 mol%)(5 mol%)加入到加入到1ml1ml离子液体中搅拌，接着加入吲哚离子液体中搅拌，接着加入吲哚 1(1 mmol)1(1 mmol)继续搅拌，继续搅拌，TLCTLC跟踪反应，反应结束后用乙醚萃跟踪反应，反应结束后用乙醚萃取，萃取液用无水硫酸钠干燥、浓缩得粗产品，取，萃取液用无水硫酸钠干燥、浓缩得粗产品，经柱层析（乙酸乙酯：石油醚经柱层析（乙酸乙酯：石油醚=1=1：9 9）得纯产品）得纯产品3 3，计算产率。，计算产率。离子液体离子液体第57页1.31.3结果和讨论结果和讨论1.3.11.3.1不一样离子液体对反应影响不一样离子液体对反应影响首先，我们探讨了以首先，我们探讨了以In(OTf)In(OTf)3 3为为Lewis acidLewis acid不不一样离子液体对反应影响。结果发觉以一样离子液体对反应影响。结果发觉以PFPF6 6-或或BFBF4 4-为阴离子离子液体对反应都含有良好活性，为阴离子离子液体对反应都含有良好活性，其中以其中以omimPFomimPF6 6 效果最正确，产率抵达效果最正确，产率抵达9696，反应时间只需要反应时间只需要15min;15min;而在以而在以ClCl-为阴离子为阴离子离子液体中则没有反应进行离子液体中则没有反应进行，即使反应时间延即使反应时间延长至长至720 min720 min。第58页EfficientSynthesisofBis(indolyl)methanesCatalyzedbyLewisAcidsinIonicLiquidsEntryIonicliquidTime/minyield(%)a1bmimPF615892hmimPF615953omimPF615964dmimPF660825bmimBF415816hmimCl7200第59页第60页第61页EntryLewisacid(mol%)Time/hyield(%)a1In(OTf)3(5)0.25962YbCl3(5)4873FeCl3.6H2O(5)0.5954InCl3(10)1715ZnCl2(10)779不一样不一样Lewis酸催化下反应结果酸催化下反应结果第62页EntryAr-CHOProductsTime/min.Yield/%b1a3a15962b3b15903c3c20734d3d15765e3e70786f3f30957g3g75868h3h15929i3i1589第63页In(OTf)In(OTf)3 3在离子液体中重复使用在离子液体中重复使用离子液体反应中主要一点是离子液体及其催化剂重离子液体反应中主要一点是离子液体及其催化剂重复使用。第一次反应结束用乙醚萃取产物后，余下复使用。第一次反应结束用乙醚萃取产物后，余下含有含有In(OTf)In(OTf)3 3 离子液体被直接用来做下一次反应。离子液体被直接用来做下一次反应。第二、三次循环产率分别是第二、三次循环产率分别是8787，4242。第四次则。第四次则没有得到产物，当在这离子液体中再加没有得到产物，当在这离子液体中再加In(OTf)In(OTf)3 3 时，时，反应又能像第一次一样顺利进行。反应又能像第一次一样顺利进行。第64页EntryTime/hyield(%)a1stcycle0.25962ndcycle48873rdcycle48424thcycle480离子液体重复使用离子液体重复使用第65页1.4 1.4 结论结论我们以我们以Lewis acidsLewis acids为催化剂在离子液体中实现了一为催化剂在离子液体中实现了一系列系列双吲哚甲烷合成，除了反应时间短，产率高，该双吲哚甲烷合成，除了反应时间短，产率高，该反应还防止了传统易挥发性溶剂使用，离子液体和催反应还防止了传统易挥发性溶剂使用，离子液体和催化剂一定程度重复使用，提供了双吲哚甲烷绿色环境化剂一定程度重复使用，提供了双吲哚甲烷绿色环境保护合成方法。保护合成方法。部分结果已发表在部分结果已发表在Synlett,2077-2079.寻找以寻找以Lewis acidsLewis acids为催化剂在离子液体中为催化剂在离子液体中重复使用重复使用体系将是我们深入工作。体系将是我们深入工作。第66页Table1.Synthesisof3,3-bis(indolyl)-4-chloro-phenyl-methaneusingFe(III)andotherLewisacidinomimPF6Table1.Synthesisof3,3-bis(indolyl)-4-chloro-phenyl-methaneusingFe(III)andotherLewisacidinomimPF6EntryLewisacid(mol%)Time(h)yielda(%)1FeCl3.6H2O(5)0.5962Fe(NO3)3.9H2O(5)6.595FeClFeCl3 3在离子液体中应用在离子液体中应用第67页3Fe2(SO4)3.xH2O(5)4804CoCl2.6H2O(5)48555NiCl2.6H2O(5)4806CuCl2.2H2O(5)4807SmCl3.5H2O(5)4808LiCl(10)4809In(OTf)3(5)0.2596aIsolatedyields.第68页EntryIonicliquidTime(h)yielda(%)1bmimPF60.5872hmimPF60.25953omimPF60.5964dmimPF624.5785hmimBF42406omimBF42407bmimCl240Table2.FeCl3.6H2O-catalyzedsynthesisof3,3-bis-(indolyl)-4-chlorophenylmethaneinvariousionicliquidsaIsolatedyields.第69页EntryRRProductsTime(h)Yieldb(%)14-ClC6H4H3a0.5962C6H5H3b1.59834-CH3C6H4H3c48544-CH3OC6H4H3d57854-NO2C6H4H3e2.58262-ClC6H4H3f0.25967(CH2)5CHH3g1.259682-C4H3SH3h4959CH3(CH2)5H3i0.759810C6H5CH33j100Table3.FeCl3.6H2O-catalyzedsynthesisofbis(indolyl)methaneswithvariousaldehydesusingomimPF6aaAllproductswerecharacterizedby1HNMR,IR,andHRMSspectra.bIsolatedyields.第70页离子液体重复使用比较离子液体重复使用比较Eur.J.Org.Chem.1584-1587()第71页EntryIonicliquidTemperature()Time(h)Yield(%)14016702251680325148242512755551668660166674514608401462aIsolatedyield.工作工作2.Table1InCl3-catalyzedallylationofbenzaldehydeinvariousionicliquids.第72页aIsolatedyieldofallylatedproduct.Alloftheproductswereconfirmedby1HNMRand13CNMRspectroscopy.Table 2.InCl3-catalyzed allylation reaction withvariousaldehydesusinghmin+Cl-第73页Table3.Recyclingstudyontheallylationreactioninhmin+Cl-第74页Figure1:Chiralligands3-9第75页Table4Enantioselectiveallylationof4-chlorobenzaldehydeinvariousionicliquidsusing9aIsolatedyield.bThe%eewasdeterminedbyHPLCanalysisoftheesterfromO-Methyl-(S)-Mandelicacid.第76页EntryAldehydeYield(%)ae.e(%)b18842(R)28539(R)38956(R)48846(R)Table5Enantioselectiveallylationofaldehydecatalyzedbyligand9inhmin+Cl-.第77页58848(R)68110(S)77912(R)8768(R)aIsolatedyield.bThe%eewasdeterminedby1H