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1,4-二氢吡嗪和4H-1,4-噁嗪是两类具有8π电子的杂环己二烯化合物,在医药、生物制剂以及电子材料等方面有着重要的应用。在综述1,4-二氢吡嗪和4H-1,4-噁嗪化合物研究的基础上,确定以1,4-二氢毗嗪、4H-1,4-e嗪的合成和光化学性质研究为本论文的主要内容,探讨结构与光化学性质之间的关系以及光化学反应的历程,为杂环己二烯化合物的更广泛应用提供理论和实验基础。
1,4-二氢吡嗪和4H-1,4-噁嗪的合成研究。1-芳基-1,4-二氢吡嗪(2)的合成是以重氮乙酰乙酸乙酯和芳胺为起始原料,合成中间体N,N-二烷基芳胺(1),1与醋酸铵反应得1-芳基-1,4-二氢吡嗪(2),研究催化剂和空气等因素对1生成产率的影响,确定最佳的生成条件,并对反应机理进行探讨:在1,4-二芳基-1,4-二氢吡嗪(3)的合成过程中,以1和芳胺为起始原料,研究催化剂、反应物物料比等因素对3产率的影响；而1,4-二氢呲嗪的Hetero-Diels-Alder的合成法研究,以无溶剂研磨和无溶剂超声法对1,4-二氮杂丁二烯(4)的合成方法进行改进,以期得到高效和绿色的合成方法。1,4-二氮杂丁二烯与高氯酸的反应的研究,期望得到其s-顺式质子中间体,探讨了1,4-二氢吡嗪的Hetero-Diels-Alder合成方法的可行性。在4H-1,4-噁嗪类化合物(9～12)的合成过程中,先以α-溴代芳乙酮和芳胺作为原料,合成N,N-二芳酰乙基芳胺(5～8),探讨溶剂、含水量、取代基效应等因素对其产率的影响,然后在三氯氧磷作用下,以N,N-二芳酰乙基芳胺(5～8)为起始原料,研究2,4,6-三芳基-4H-1,4-噁嗪合成方法的适用性。
1,4-二氢吡嗪和4H-1,4-噁嗪的光化学性质研究。采用紫外-可见光谱和分子荧光光谱法探讨光化学性质与化合物结构之间的关系；并结合薄层色谱检测的方法,研究化合物的光稳定性,确定适合光化学反应的光波范围；在选定的光波照射下,采用液相光反应方式,探讨溶剂、浓度和光敏剂等因素对1,4-二氢吡嗪和4H-1,4-噁嗪的光化学反应的影响,并对光化学反应的产物进行分离和鉴定。
以上所合成的1,4-二氢吡嗪和4H-1,4-噁嗪以及光化学反应产物中,47个化合物未见文献报道,特别是1,4-二氢吡嗪和4H-1,4-噁嗪光化学反应的研究也未见文献报道,所分离得到新化合物的结构,均得到1H NMR、13C NMR、IR、MS以及X-单晶衍射的验证。