第五章___高分子試劑及固相合成

1、第五章 高分子試劑及固相合成在化學(xué)工業(yè)中，化學(xué)試劑的功能強弱及質(zhì)量高低，直接影響著產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展以及合成工業(yè)的發(fā)展，相關(guān)的研究進一步深入，對化學(xué)試劑的要求越來越高，對試劑往往不僅要求收率高，反應(yīng)活性好，而且要求具有較高的選擇性甚至專一性。使用高效的化學(xué)試劑不僅可以提高材料的使用效率，還可以簡化反應(yīng)過程。高分子試劑即帶有反應(yīng)性官能團的高聚物，將低分子試劑連接到高分子載體上，就成為高分子試劑。具有特殊功能和性質(zhì)的高分子試劑的使用推動了化學(xué)工業(yè)和有機合成工業(yè)的發(fā)展，氧化、還原、鹵化、氫化、?；?、縮合等反應(yīng)已經(jīng)廣泛采用高分子試劑。高分子試劑具有許多小分子試劑無法比擬的優(yōu)點，解決了

2、許多小分子試劑無法解決的問題。高分子試劑的最初發(fā)展是為了使某些均相反應(yīng)轉(zhuǎn)化為多相反應(yīng)，從而簡化分離過程，提高試劑的穩(wěn)定性。隨著多相反應(yīng)以及高分子化學(xué)的進一步深入，高分子試劑中高分子骨架的參與和鄰近基團效應(yīng)使得高分子試劑顯示出許多小分子試劑所不具備的功能，如無限稀釋效應(yīng)、立體選擇效應(yīng)、鄰近協(xié)同效應(yīng)等等。高分子試劑在功能上遠遠超過了小分子試劑，其多孔性、不溶性、高選擇性和化學(xué)穩(wěn)定性都是該材料獲得了飛速的發(fā)展，為有機合成研究和化學(xué)工業(yè)工藝流程作出了貢獻。第一節(jié) 高分子試劑概述高分子化學(xué)試劑與低分子化學(xué)試劑相比有以下優(yōu)點：1 操作過程簡單具有一定交聯(lián)度的高分子試劑在反應(yīng)體系中只能溶脹不能溶解，可以簡單

3、的用過濾的方法使小分子原料和產(chǎn)物相互分離，簡化了操作過程，提高了產(chǎn)品純度。同時為提高反應(yīng)速率和產(chǎn)品收率，可采用過量的高分子試劑，反應(yīng)的高分子試劑大多可以用簡單的方法回收利用，活性無明顯降低。這是高分子試劑最為顯著的優(yōu)點，為工業(yè)化生產(chǎn)帶來了許多方便。另外，利用高分子試劑的可回收可再生性，可將某些貴重的試劑高分子化后使用，通過回收利用達到降低成本的目的。高分子試劑反應(yīng)后再生使用的實例見下式，多肽合成時使用高分子?；噭?，產(chǎn)物分離步驟簡單，十分有效。圖51 高分子試劑反應(yīng)后再生使用的實例2穩(wěn)定性和安全性好高分子骨架的引入使得試劑的穩(wěn)定性和安全性大大增加。例如小分子的過氧酸經(jīng)高分子化后穩(wěn)定性大大增加，

4、分子量增大后其揮發(fā)性減小，這使得易燃易爆試劑的安全性大大增加，揮發(fā)性減小還有助于消除試劑的氣味，改善工作環(huán)境。由于高分子試劑中，活性功能基團稀疏地連接在高分子骨架上，功能基團有一定的間隔，一些剛性鏈段中鍵的旋轉(zhuǎn)受到阻礙，增大了功能基團間直接的接觸，下一步反應(yīng)進行時，避免了功能基團自身的反應(yīng)，使得高分子試劑的穩(wěn)定性和安全性大大提高。而在低分子溶液的反應(yīng)中會同時伴隨發(fā)生這些自身反應(yīng)。3 對微環(huán)境進行控制高分子試劑的制備過程中，低分子化合物通過交聯(lián)與聚合物特定空間結(jié)構(gòu)的孔道與聚合物作用，而聚合物的空間結(jié)構(gòu)可以進行分子設(shè)計來控制，高分子試劑的為環(huán)境效應(yīng)提高了反應(yīng)的選擇性。利用高分子載體保護多官能團試劑

5、的一端，使得反應(yīng)只在另一端進行，可以實現(xiàn)定向連續(xù)合成，反應(yīng)產(chǎn)物易于分離和純化。利用高分子的空間立體效應(yīng)，可以實現(xiàn)模板反應(yīng)，即利用具有獨特空間結(jié)構(gòu)的高分子試劑進行立體選擇合成，在高分子骨架上引入特定光學(xué)結(jié)構(gòu)，從而完成某些光學(xué)異構(gòu)體的合成和拆分。某些反應(yīng)活性中心結(jié)構(gòu)有一定間隔地連接在高分子骨架上，使得基團之間難于接觸，可以提供在均相反應(yīng)條件下難以達到的反應(yīng)環(huán)境，提供接近常規(guī)有機反應(yīng)中所謂“無限稀釋”的反應(yīng)條件，避免了自反應(yīng)等等副反應(yīng)發(fā)生。4提供鄰位效應(yīng)將反應(yīng)活性中心置于高分子骨架上特定的官能團附近，可以利用其產(chǎn)生的鄰位協(xié)同效應(yīng)加快反應(yīng)速度，提高產(chǎn)物收率和反應(yīng)的選擇性。但高分子試劑由于制備工藝復(fù)雜，

6、試劑中高分子骨架的引入和高分子化過程都會使成本增加；由于高分子骨架的立體位阻，高分子試劑與相應(yīng)的小分子試劑相比，高分子試劑的反應(yīng)速度較慢。常見的高分子試劑有高分子氧化還原試劑、高分子磷試劑、高分子鹵代試劑、高分子烷基化試劑、高分子?；噭┑鹊取３酥?，用于多肽和多糖合成的固相合成試劑也是高分子試劑。高分子試劑是功能高分子材料的重要組成部分。化學(xué)試劑本身在反應(yīng)中促進反應(yīng)朝著預(yù)定的方向進行，反應(yīng)試劑本身也發(fā)生化學(xué)變化成為副產(chǎn)物或產(chǎn)品的組成部分。經(jīng)高分子化的試劑必須具有原有試劑的反應(yīng)性，同時具有一些新的性能。高分子試劑參與的化學(xué)反應(yīng)可以由下圖表示：起始原料高分子試劑 反應(yīng) 產(chǎn)物、副產(chǎn)物和過量試劑

7、的混合物 產(chǎn)品 分離過程 高分子試劑，(可回收) 副產(chǎn)物經(jīng)回收再生 第二節(jié) 高分子氧化試劑氧化劑包括有機氧化劑和無機氧化劑兩類，大多都不穩(wěn)定，易燃易爆易失效，使用中會遇到很多困難。是在保持試劑活性的前提下，通過試劑的高分子化降低氧化試劑的揮發(fā)性，增加試劑的穩(wěn)定性。高分子氧化試劑根據(jù)高分子骨架上鍵接氧化劑的不同機理可分為兩類。一種是氧化劑通過靜電與聚合物載體結(jié)合而成，一般都帶有螯合單元或帶有電荷，如離子交換樹脂；另一類是氧化劑以共價鍵連接到高分子載體上。按照組成分離，高分子氧化劑可以分為過氧酸類試劑、高分子硒試劑、氯化硫代苯甲醚氧化試劑等等。高分子過氧酸最早是使烯烴氧化為-CH2-CH(COOO

8、H)-。后來由甲基丙烯酸制得樹脂(CH3)CH(COOOH)結(jié)構(gòu)的高分子氧化試劑，該試劑可以使得環(huán)己烯氧化成環(huán)氧化合物，收率在85左右，但該試劑穩(wěn)定性不好，撞擊時發(fā)生爆炸，重復(fù)再生使用時氧化活性降低。高分子過氧苯甲酸的結(jié)構(gòu)式為： CHCH2n C6H4 COOOH 它是以聚合好的聚苯乙烯與乙酰氯進行芳香親電取代反應(yīng)生成的聚乙酰苯乙烯聚合物，在酸性條件下經(jīng)與高錳酸鉀或鉻酸反應(yīng)，乙?；系聂驶谎趸?，得到苯環(huán)上帶有羧基的聚苯乙烯氧化中間體，再在甲基磺酸的參與下與雙氧水反應(yīng)，生成過氧鍵，得到聚苯乙烯型高分子氧化試劑。它穩(wěn)定性好，不會爆炸，易于存放，室溫下保存70天，活性下降一半，用該高分子試劑使環(huán)烯

9、烴氧化為環(huán)氧化合物，可以得到較高的收率。高分子過氧苯甲酸還用于硫化物的氧化反應(yīng)，其結(jié)果與使用均相試劑時結(jié)果一致。這類試劑還用于青霉素以及頭胞菌素的氧化反應(yīng)。高分子硒試劑是近年來新發(fā)展起來的高分子氧化試劑，具有良好的選擇氧化性，它消除了低分子有機硒的毒性和氣味。結(jié)構(gòu)式為：O PC6H4Se 它可以選擇性地將烯烴氧化成為鄰二羥基化合物，或者將環(huán)外甲基氧化成醛。在有機合成中，要合成氧化性和還原性都很強的醛類產(chǎn)品，而不是使反應(yīng)停止在醇的階段或過度氧化成為酸，一直是難以解決的問題，使用高分子硒類試劑成功的解決了這個問題。除此之外，高分子過氧有機亞硒酸對鏈烯和酮類能起氧化作用。氯化硫代苯甲醚可以把伯醇氧化

10、成醛，把仲醇氧化為酮，或者選擇性地氧化二元醇中的一個羥基成為羥基醛，例如把正辛醇氧化成正辛醛，收率為95。N鹵代聚酰胺是一類選擇性很好的高分子氧化試劑，常用的有：N氯代尼龍66，N氯代尼龍3等。該類樹枝在溫和的反應(yīng)條件下，可以使伯醇氧化成醛、仲醇氧化成酮，收率很高。另外以陰離子交換樹脂為載體的次溴酸鹽，在水存在的條件下，可把烯烴有效地轉(zhuǎn)化為環(huán)氧化物，近年來又有人發(fā)現(xiàn)了聚乙烯基吡啶氫溴酸鹽和硫酸氫鹽混合物對芳族化合物烷基側(cè)鏈的氧化反應(yīng)有催化作用。第三節(jié) 高分子還原試劑高分子還原反應(yīng)試劑是一類主要以小分子還原劑經(jīng)高分子化之后得到的仍保持有還原特性的高分子試劑，它具有同類型低分子試劑所不具備的一些優(yōu)

11、點。高分子錫類還原試劑的合成是以聚苯乙烯為原料，經(jīng)與鋰試劑反應(yīng)，生成聚苯乙烯的金屬鋰化合物，經(jīng)革氏化反應(yīng)，將丁基二氯化錫基團接于苯環(huán)，最后與氫化鋁鋰還原劑反應(yīng)得到高分子化的錫還原試劑。該高分子還原試劑中含有Sn-H結(jié)構(gòu)，高分子錫類還原試劑比相應(yīng)的低分子錫化合物更穩(wěn)定、無氣味，低毒性，易分離，常用于還原苯甲醛、苯甲酮、叔丁基甲酮，生成相應(yīng)的醇。該高分子試劑對二元醛的還原有良好的選擇性，在對苯二甲醛還原產(chǎn)物中，單官能團還原占86，它還能還原脂肪族和芳香族的鹵代烴，使鹵原子轉(zhuǎn)變?yōu)闅湓?，收率很高，幾乎定量的被還原。含有Si-H結(jié)構(gòu)的高分子還原劑主要有下式所示的樹脂。該試劑常常和DBATO配合，在乙醇

12、中性溶劑中還原苯甲醛、丙酮、4叔丁基環(huán)己酮還原成醇。 CH3 CH3Si(O Si)nO H H該還原試劑在乙醇中，在活性炭的存在下，在4060C時可與烯烴、NO2進行加氫反應(yīng)，收率為89。 還原劑、乙醇 NH2 NO2 活性炭、溫度高分子磺酸肼還原試劑多用于對碳碳雙鍵的加氫反應(yīng)，是一種選擇性還原劑，在加氫反應(yīng)過程中對同為不飽和雙鍵的羰基沒有影響。聚苯乙烯磺酰肼是以聚苯乙烯為原料，經(jīng)磺?；磻?yīng)得到聚對磺酰氯苯乙烯中間產(chǎn)物，然后與肼反應(yīng)，制得具有良好活性的磺酰肼高分子還原試劑。絡(luò)合、吸附、離子交換型高分子還原試劑是小分子試劑通過配位鍵與高分子鏈段結(jié)合或離子交換以及吸附過程制備的高分子還原試劑。例

13、如聚乙烯吡啶樹脂可以與BH3絡(luò)合形成高分子還原劑，用于將硝基苯甲醛、對氯苯甲醛和二苯酮還原為相應(yīng)的醇。弱堿性陰離子交換樹脂與H3PO2、SO22、S2O42等陰離子作用，可以制備不同還原活性的高分子還原試劑。采用各種陽離子交換樹脂與各種陽離子反應(yīng)，可以制備不同氧化還原活性的高分子試劑。該方法過程簡單，回收和再生容易。將小分子氧化還原試劑吸附在有機或無機吸附劑上，亦可制備高分子氧化還原試劑。如Al2O3吸附硼氫化鈉可以將各類醛酮還原為醇。Al2O3還用于吸附異丙醇等還原劑對醛酮進行還原。利用強堿型離子交換樹脂與硼氫化鈉反應(yīng)，可以制備具有硼氫化季胺鹽結(jié)構(gòu)的高分子還原試劑，該試劑用于使共軛烯酮還原成

14、共軛烯醇，吡啶還原為四氫吡啶，鹵代烴還原為烴。第四節(jié) 高分子氧化還原樹脂化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)物失去電子的反應(yīng)的反應(yīng)為氧化反應(yīng)，產(chǎn)物得到電子的反應(yīng)為還原反應(yīng)。有些試劑根據(jù)反應(yīng)對象的不同，即可以作還原試劑，又可以作氧化試劑，兼具氧化和還原功能的試劑稱為氧化還原試劑。高分子氧化還原樹脂是一類自身具有可逆氧化還原特性的一類高分子化學(xué)反應(yīng)試劑，可以回收、再生。將低分子的氧化還原試劑鍵接或吸附到高分子鏈段上，就形成了高分子氧化還原試劑。高分子氧化還原試劑又稱為電子交換樹脂，最常見的有五種結(jié)構(gòu)：含醌式結(jié)構(gòu)的高分子氧化還原試劑、含硫醇結(jié)構(gòu)的高分子氧化還原試劑、含吡啶結(jié)構(gòu)的高分子氧化還原試劑、含二茂鐵結(jié)構(gòu)的以及含雜原子

15、的多環(huán)芳烴結(jié)構(gòu)的高分子氧化還原試劑。該類試劑在反應(yīng)中起氧化作用還是還原作用，取決與反應(yīng)的初始氧化狀態(tài)。高分子氧化還原試劑見表21表21常見的高分子氧化還原試劑高分子氧化還原試劑都是比較溫和的氧化還原試劑，常常用于選擇性的氧化還原反應(yīng)，在結(jié)構(gòu)上都有多個可逆氧化還原中心與高分子骨架相連，這些氧化還原中心與起始物發(fā)生反應(yīng)，是主要的反應(yīng)活性部分，高分子骨架只起到負載作用。高分子氧化還原試劑主要有以下方法：一是利用聚合反應(yīng)，將具有氧化還原基團的單體聚合為高分子試劑，但單體制備較復(fù)雜，并且在聚合是要注意某些基團的保護。因為功能基團均勻地分布在高分子鏈段上，活性中心密度較大，樹脂的氧化還原能力好，但機械強度

16、受到聚合單體的影響較大，難以得到保障。二是通過聚合物的相似轉(zhuǎn)變將氧化還原基團連接到高分子鏈上，但高分子功能基團的相似轉(zhuǎn)變中功能基團的轉(zhuǎn)化率較低，高分子試劑的氧化還原活性中心主要分布在聚合物的淺表層，活性點負載量小，產(chǎn)物的氧化還原能力較小，試劑的使用壽命受到限制，但此法比較簡單，試劑的機械強度受活性中心的影響不大。第三類是將具有氧化還原性的低分子化合物或離子吸附在離子交換樹脂上，此法原料來源容易，簡便可行，應(yīng)用性強。1 醌類醌類氧化還原試劑的制備是以溴取代的二氫醌為起始原料，經(jīng)與乙基乙烯基醚反應(yīng)，對酚羥基進行保護，形成酚醚。隨后在強堿正丁基鋰作用下，在溴取代位置形成正碳離子；正碳離子與環(huán)氧乙烷反

17、應(yīng)，得到羥乙基取代物，羥乙基在堿性溶液中發(fā)生脫水反應(yīng)，可得到聚合基團乙烯基。聚合后生成聚乙烯類高分子骨架，脫去保護基團就得到了醌類高分子氧化還原試劑。當(dāng)苯環(huán)上含有未被取代的氫原子，試劑處在醌型氧化態(tài)時，易受到自由基的攻擊，引起交聯(lián)反應(yīng)，降低氧化還原試劑的反應(yīng)可逆性，因此苯環(huán)上的氫原子應(yīng)由其它原子或基團所取代，以保證試劑的穩(wěn)定性。在聚合過程中常常加入適量其它單體進行共聚，使得生成的試劑中氧化還原中心分隔開，減少相互間的作用，可以有效的提高反應(yīng)試劑的選擇性。由于取代基的電負性或空間構(gòu)型可以改變醌型試劑得失電子的難易，從而改變其氧化還原電位，因此可以通過改變苯環(huán)上的取代基來改變試劑的選擇性。具有高孔

18、隙度的高度交聯(lián)的高分子氧化還原試劑有利于氧化還原反應(yīng)的進行。生成的高分子氧化還原試劑在所應(yīng)用的體系中應(yīng)具有可潤濕性和可溶脹性，可以通過在大分子骨架上引入季胺鹽基團可以提高聚合物的可潤濕性。醌型反應(yīng)試劑常常用來是有機化合物脫氫，生成不飽和鍵。在催化劑存在下，高分子醌試劑可以使均二苯肼氧化脫氫生成偶氮苯，也可以使氨基酸發(fā)生氧化降解反應(yīng)。醌類高分子反應(yīng)試劑與二氯化鈀組成的催化體系常被用來連續(xù)以乙烯制備乙醛，反應(yīng)后高分子試劑可以氧化再生，高分子試劑和催化劑基本上不被消耗。醌類高分子氧化還原試劑還用于與碳酸鈉和氫氧化鈉配成水溶液，通入硫化氫氣體氧化為固體硫磺，用于環(huán)境保護。醌類氧化還原樹脂常常作為氧的吸

19、收劑，可以吸收水中溶解的氧，細菌培養(yǎng)時作吸氧劑，清除微量過氧化物；作為苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸及其酯類單體的阻聚劑，使鹵素、鉻酸還原為相應(yīng)的鹵離子等，還可用在彩色照相中作還原劑，也常常用于高分子半導(dǎo)體及氧化還原試紙等等。2硫醇(硫酚)型氧化還原高分子試劑硫醇(硫酚)型氧化還原高分子試劑含有巰基，如半胱氨酸、谷脫甘肽、硫辛酸、酶、輔酶等，硫醇與二硫化合物通過氧化還原反應(yīng)可逆互變。硫醇型氧化還原高分子試劑主要合成方法有兩種：一種是以高分子化學(xué)反應(yīng)將巰基引入高分子骨架，如以聚氯甲基苯乙烯為原料，與硫氫酸鈉發(fā)生親核取代反應(yīng)，生成含有硫醇基團的聚苯乙烯聚合物。另一種是合成含有巰基的可聚合單體經(jīng)基團保護

20、后聚合得到：對巰基苯乙烯，通過乙?；磻?yīng)保護巰基，再以此為原料，以AIBN引發(fā)聚合經(jīng)水解脫保護后得到硫酚型高分子氧化還原試劑。另外還有以聚苯乙烯為原料，經(jīng)磺?；筮€原制備硫酚類高分子試劑。硫醇型高分子試劑中硫醇基團比硫酚基團容易氧化。硫醇型高分子氧化還原試劑可以有效地使二硫化物和蛋白質(zhì)中的SS鍵斷裂，還原為巰基，而高分子試劑中的巰基轉(zhuǎn)變?yōu)镾S基團。R1SSR2硫醇型高分子試劑 R1SHR2SH3吡啶類聚合型煙酰胺吡啶類高分子的制備同樣是由功能性單體合成或由聚合物開始進行相似轉(zhuǎn)變。功能性單體進行合成應(yīng)用較為普遍。聚合型煙酰胺的合成常常以對氯甲基苯乙烯與煙酰胺上的芳香氮原子直接反應(yīng)，生成帶有吡啶反

21、應(yīng)活性基團的單體，這類單體通過聚合反應(yīng)生成高分子反應(yīng)試劑。具有煙酰胺結(jié)構(gòu)的高分子氧化還原試劑主要用于生物體內(nèi)的氧化還原反應(yīng)，可以用來制備聚合物修飾電極用于生物化學(xué)的研究。煙酰胺是乙醇脫氫酶(ADH)輔酶(NDA)的活性結(jié)構(gòu)中心，在生命過程中的氧化還原反應(yīng)中起著重要作用，其氧化還原機理是二電子型的。具有聯(lián)吡啶結(jié)構(gòu)的高分子試劑常常以雙鹽的形式存在，還原反應(yīng)呈現(xiàn)出鮮明的顏色反應(yīng)，具有光致氧化還原變色性和感濕性。用不同電壓控制其氧化還原狀態(tài)，可以制備新型的光電顯色材料。具有煙酰胺和聯(lián)吡啶結(jié)構(gòu)的高分子試劑不僅作為常規(guī)的氧化還原試劑，同時還是重要的電子轉(zhuǎn)移催化劑，或稱為電子載體用于反應(yīng)動力學(xué)和反應(yīng)機理的研

22、究。4二茂鐵類該類氧化還原高分子試劑是通過合成乙烯基二茂鐵，再聚合形成高分子骨架結(jié)構(gòu)。或者由聚苯乙烯重氮鹽與二茂鐵直接反應(yīng)，生成含有聚乙烯結(jié)構(gòu)的聚合二茂鐵試劑。也可以將二茂鐵試劑與正丁基鋰強堿作用，奪取環(huán)戊基上的氫，經(jīng)交聯(lián)后生成聚合型二茂鐵試劑。聚合物中的二茂鐵結(jié)構(gòu)可以可逆地氧化為三價的二茂鐵離子，這種鐵離子可以被三價鈦或抗壞血酸還原，伴隨顏色的改變。5 聚吩噻嗪多核環(huán)聚合型多核芳雜環(huán)類高分子氧化還原試劑的這類很多，大多采用以上所述的方法合成。如一對氯甲基苯乙烯為原料與先期制備的二胺基吩噻嗪反應(yīng)制備聚合型吩噻嗪試劑。第五節(jié) 高分子傳遞試劑所謂的高分子傳遞試劑是指一類能將化學(xué)基團傳遞給另一可溶性

23、試劑的高分子試劑。1高分子鹵化試劑高分子鹵化試劑是用于有機合成中的鹵代反應(yīng)，通過親核取代和親電加成反應(yīng)，在有機分子中引入鹵原子，其產(chǎn)物為鹵代烴。低分子鹵化試劑揮發(fā)性和腐蝕性較強，高分子化后的鹵化試劑不僅可以是設(shè)備防腐蝕，還可以簡化反應(yīng)過程和分離步驟。由于立體效應(yīng)和空間效應(yīng)，高分子化的鹵代試劑具有更好的反應(yīng)選擇性，鹵化試劑能夠?qū)凑找欢ǖ囊螅哂羞x擇性地將鹵素原子傳遞給反應(yīng)的特定部位，因此在石油化工及有機合成中日益應(yīng)用廣泛。常用的高分子鹵化試劑有：二鹵化磷型、N鹵代酰亞胺型、三價碘型等等。高分子二鹵化叔磷：含有三苯基二氯化磷結(jié)構(gòu)的高分子常常用作鹵代試劑。其制備過程是以聚苯乙烯為原料，在乙酸鈦的

24、催化下與溴水反應(yīng)制備聚對溴苯乙烯，在強堿正丁基鋰的作用下，與二苯基氯化磷進行取代反應(yīng)，生成三苯基磷聚合物。經(jīng)與過氧酸反應(yīng)，生成含有羰基的五價磷化合物與光氣反應(yīng)，即得三苯基二氯化磷聚合物。該高分子試劑可用于酰氯的制備，可以把醇轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的鹵代烷。其收率高，反應(yīng)條件溫和，試劑回收后經(jīng)再生可以反復(fù)使用。N鹵代酰亞胺：N鹵代酰亞胺常常應(yīng)用于溴代和碘代反應(yīng)，溴代試劑又稱為NBS。這類高分子試劑的制備可以用帶有雙鍵的五元環(huán)酰亞胺與苯乙烯共聚來實現(xiàn)該試劑的高分子化，得到的共聚物再與溴水在堿性條件下反應(yīng)，使溴原子取代酰亞胺氮原子上的氫，從而成為具有溴代反應(yīng)能力的高分子試劑。另外也有從具有聚合能力的丁烯內(nèi)二酸酐

25、構(gòu)成的五元環(huán)與苯乙烯共聚，生成的聚合物與羥胺反應(yīng)，氮原子替代五元環(huán)中的氧原子，得到高分子鹵代試劑的中間體聚酰亞胺，N基鹵代后成為高分子鹵代試劑。該試劑與其它鹵代試劑不同，反應(yīng)過程中不產(chǎn)生鹵化氫氣體，反應(yīng)后的酸度不發(fā)生變化，易于使反應(yīng)進行到底。高分子化的NBS除用于對羥基等基團進行溴代反應(yīng)外，還可用于對其它活潑氫進行溴代反應(yīng)。N鹵代酰亞胺的另外一種應(yīng)用是用于不飽和烴的加成反應(yīng)。三價碘高分子鹵代試劑：三價碘高分子鹵代試劑是從聚苯乙烯開始，在碘酸、硫酸、硝基苯的共同作用下，在聚苯乙烯中的苯環(huán)上發(fā)生碘代反應(yīng)，此后苯環(huán)上生成的碘原子上帶有氯或氟的三價碘高分子試劑。三價碘型高分子鹵代試劑主要用于氟代和氯代

26、反應(yīng)，也用于氯和氟的加成反應(yīng)。常用三價碘高分子試劑進行氟的雙鍵加成反應(yīng)時，常常有重排反應(yīng)發(fā)生。反應(yīng)后以上高分子反應(yīng)試劑都可以回收再生。常見的高分子鹵代試劑的結(jié)構(gòu)見表52。表52常見的高分子鹵代試劑的結(jié)構(gòu)2 高分子?；噭；磻?yīng)主要是指有機化合物中氨基、羧基和羥基的酰化反應(yīng)，分別生成酰胺、酸酐和酯類化合物，常常用于有機合成中活潑官能團的保護。也用于極性產(chǎn)物的氣相色譜分析以及天然產(chǎn)物中有效成分的分離提取過程。經(jīng)高分子化的?；噭┰诜磻?yīng)體系中是難溶的，反應(yīng)后易于分離。大部分小分子酰基化反應(yīng)試劑可以實現(xiàn)高分子化，目前普遍應(yīng)用的高分子酰基化試劑有高分子活性酯和高分子酸酐。在高分子活性酯中，酰基R

27、CO通過共價鍵與聚合物相連接，羧基與具有弱酸性的羥基脫水形成活性酯，該活性酯發(fā)生?；磻?yīng)，將?；鶄鬟f給反應(yīng)物。高分子活性酯主要用于肽的合成，具有很好的收率。反應(yīng)后大大過量的活性酯可以用簡單的過濾方法即可分離，可重復(fù)使用，且選擇性良好。高分子活性酯的合成可以從可聚合的單體開始，將甲氧基苯乙烯與交聯(lián)劑二乙烯苯共聚，經(jīng)三溴化硼脫保護后，甲基醚轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚苑恿u基，經(jīng)硝化增強酚羥基的活性后即可制得間硝基對羥基聚苯乙烯。該化合物與酰鹵反應(yīng)，即產(chǎn)生具有很強?；芰Φ母叻肿踊钚怎シ磻?yīng)試劑。另外也有采用聚苯乙烯和對氯甲基臨硝基苯酚為原料，在三氯化鋁催化下得到高分子活性酯前體。高分子化的酸酐種類很多，樹脂結(jié)構(gòu)不

28、同，反應(yīng)產(chǎn)物也有明顯的差別，是一類較強的?；噭?。3 高分子烷基化試劑高分子烷基化試劑是在高聚物中引入烷基或芳基，用于增長碳骨架。高分子烷基化試劑可以使有機化合物烷基化。通常情況下，高分子烷基化試劑提供甲基或氰基碳原子，種類主要包括高分子金屬有機制劑、高分子金屬絡(luò)合物和有疊氮結(jié)構(gòu)的高分子烷基化試劑，其制備方法也較多，大多數(shù)用于高分子試劑的制備方法可以用于制備高分子烷基化試劑。在有機合成中，廣泛使用烷基化試劑，含有NNNHCH3結(jié)構(gòu)的高分子試劑能使有機化合物烷基化；用聚合物有機銅試劑，可以使鹵代烷發(fā)生C烷基反應(yīng)，又能使a、b不飽和酮發(fā)生加成反應(yīng)，導(dǎo)入烷基。硫甲基鋰苯乙烯用于碘代烷的同系列化，以

29、增加碘化物中的碳鏈長度，收率較高，烷基化試劑可以重復(fù)使用。帶有疊氮結(jié)構(gòu)的高分子烷基化試劑與羧酸反應(yīng)，可以制備相應(yīng)的酯，副產(chǎn)物為氮氣，可以自動除去，促使反應(yīng)向正方向進行。4 高分子偶合劑這類試劑主要用于肽合成中的偶合反應(yīng)。如高分子碳化二亞胺用于肽合成中的偶合反應(yīng)或用來制備羧酸酐以及把二醇氧化制備醛類。高分子碳化二亞胺轉(zhuǎn)化為脲衍生物。高分子酰胺氯可以用作偶合劑進行寡核苷酸的合成，避免了羥基磺化的副反應(yīng)，副產(chǎn)物易于除去且不影響偶合反應(yīng)分速率和產(chǎn)率，高分子磺酰氯也可以用于肽的合成。此外EEDQ(2乙基氧1乙氧羰基1，2二氫喹啉)也可以用來進行肽的偶合反應(yīng)，產(chǎn)物純度高，產(chǎn)率高，高分子試劑可以再生利用。第

30、六節(jié) 高分子載體上的固相合成固相合成是選用在反應(yīng)體系中不會溶解的高分子材料作為反應(yīng)試劑的載體，中間產(chǎn)物始終與高分子載體相連接，高分子上的活性基團只參與初始反應(yīng)或最后一步反應(yīng)。含有雙官能團或多官能團的低分子有機化合物以共價鍵的形式與作為載體的高分子試劑相結(jié)合，然后與低分子試劑或其溶液進行單步或多步的反應(yīng)，過量使用的小分子試劑或載體可以過濾除去后進行下一步反應(yīng)直至在高分子載體上形成預(yù)定的產(chǎn)物，最后將合成好的有機化合物從載體上分離下來。這種高分子固相合成廣泛用于多肽、寡糖、低聚核苷酸以及光學(xué)異構(gòu)體、大環(huán)化合物的定向合成。固相合成具有快速、簡便、收率高的特點，但聚合物作為固相合成的載體，要求聚合物在反應(yīng)體系中不溶解，在溶劑中適度溶脹，聚合物高度功能化，功能基在載體上分布均勻，反應(yīng)后可以用簡單的方法使載體再生使用。1 固相合成法合成生物活性大分子表 是固相合成肽時常常使用的載體，合成多肽時最為常見的載體是氯甲基化苯乙烯二乙烯苯的共聚物，肽的固相合成示意圖如下：圖 52 肽的固相合成示意圖固相法合成肽時合成過程中不需要精制和提純，只需將載體