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多肽作为一种重要的生物高分子材料,在材料、催化、制药等领域有着广泛的应用。近些年来,受到烯烃和一氧化碳在金属催化剂的催化下生成聚酮类的高分子聚合物的启发,科学家们开始尝试用相似结构的亚胺与一氧化碳交替共聚合成多肽高分子材料。
本课题组在2007年曾首次报道了金属钴催化剂成功催化了亚胺与一氧化碳的交替共聚反应。根据我们课题组最新的研究结果,有一类叔烷基甲醛的亚胺在与一氧化碳发生共聚反应时表现出优异的性能,单体转化率达到100%,显示出活性聚合的特征。合成这类亚胺的原料叔烷基甲醛无法直接购买,需要实验室制备。之前本课题组曾用一些方法合成叔戊基甲醛,反应收率和纯度都不太理想。聚合反应对单体的纯度要求很高,会影响催化剂作用的杂质最好控制在0.1%以内。另一方面叔烷基甲醛可以用于许多有机合成反应中,这套合成方法可以作为一条成熟的制备叔烷基甲醛的工艺路线,实现这类化合物的大量制备,具有工业和商业应用价值。因此,本论文对叔烷基甲醛这类脂肪族醛的合成方法进行了详细的研究与优化,希望找到一条收率高、纯度好的合成路径。
首先,在多种合成醛的方法中通过比较选取了一种较为可行的方法,利用有机锂试剂或有机镁试剂,通过甲酰化反应,制备相应的醛,即Bouveault反应醛合成法。通过实验发现有机锂试剂反应不易控制,副产物较多,而有机镁试剂则易于控制,且副产物较少,因此确定使用有机镁试剂。
接着,对原文献中的反应条件如投料比等进行了优化,最终确定了一条产率高,副产物较少的路线。
此外,由于通过改进后的方法合成的叔烷基甲醛中对聚合反应有影响的副产物的含量达不到聚合反应的要求,又分别用两种方法进行了纯化处理——水洗法和酯化法,通过纯化,叔戊基甲醛的纯度达到了理想的聚合反应要求。
最终本论文形成了一种路线短,产率高,成本低的合成方法,制得了高纯度的叔烷基甲醛。