（有機化學專業(yè)論文）基于手性聯(lián)萘模板的新型環(huán)芳化合物的設(shè)計與合成.pdf

碩+ 學位論文 摘要 本文在對環(huán)芳化合物大量的文獻調(diào)研的基礎(chǔ)上，綜述了環(huán)芳化合物的合成以 及它們在各個領(lǐng)域的應用研究。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，環(huán)芳化學已經(jīng)成為超分子化 學、分子識別學、有機催化劑的構(gòu)筑學、分子接受器的模板構(gòu)筑學、冠醚化學、 穴狀配體的構(gòu)筑學和富碳化學等領(lǐng)域的重要組成部分。本文還進一步闡述了本實 驗室以前的工作，在此基礎(chǔ)上設(shè)計并合成了系列新型的光學活性的環(huán)芳純合物。 由于聯(lián)萘在反應前后構(gòu)型保持的穩(wěn)定性，以及乙炔鍵在空間上良好的定向作 用，本文選擇了光學活性的2 ，2 取代1 ，l 聯(lián)萘季# 為合成模板來構(gòu)筑露標分子。 在論文的第二章，作者主要討論了具有二炔結(jié)構(gòu)單元的環(huán)芳分子的設(shè)計與合 成。從單一手性【( 足) 構(gòu)型或( $ 構(gòu)型】的2 ，2 取代1 ，l 聯(lián)萘模板出發(fā)，通過疊氮傺護 基的導入、s o n o g a s h i r a 反應、疊氮化合物變碘的封管反應得到中間體化合物3 7 和4 4 ，再通過c u 催化的分子內(nèi)e g l i n t o n 偶合得到目標化合物2 7 和2 8 。在最后 成環(huán)反應中，我們采用定時注射泵來控制反戚物滴入的速率，從而控制濃度在極 稀的條件下，以防止因為反應物濃度過高而造成的多分子間的炔鍵偶聯(lián)形成聚合 物。通過此種方法，大大提高了分子內(nèi)偶合成環(huán)反應的產(chǎn)率。 在論文的第三章，作者主要討論了具有二炔單元的雙螺旋分子的設(shè)計與合成。 作者設(shè)計了透過聯(lián)蘩酷單邊保護，先弓| 入一端連接橋，得到中閬體純合物5 7 和 6 5 。然后再通過分予內(nèi)e g l i n t o n 偶合得到目標化合物2 9 和3 0 。 文中所有的墨標佬合物及中間體的結(jié)構(gòu)均經(jīng)過hn m r ，玨cn m r 和d e p t 組合測定以及i r 得到確認。為了對目標化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)做迸一步的研究， 我們測定了各目標化合物的u v - v i s 和圓二色( c d ) 譜。 關(guān)鍵詞：芳環(huán)化合物，聯(lián)萘模板；手征性：雙螺旋化合物：合成 玨 摹于手住聯(lián)萘模板的螺旋分予的設(shè)計合成 j i i i ! m l l l i ll,lllllli _ = ! ! ! ! = ! _ 算= = 目= g 幽目j 目目目| 目= = a b s t r a c t t h es y n t h e s i so fc y c l o p h y n e sa n dt h e i ra p p l i c a t i o n si n v a r i o u sf i e l d sa r e r e v i e w e di nt h i sp a p e rb a s e do nal a r g en u m b e ro fr e f e r e n c e s a f t e rs e v e r a ld e c a d e s d e v e l o p m e n t ，t h ec h e m i s t r y o fc y c l o p h y n e sh a sb e c o m eam a jo rc o m p o n e n to f s u p r a m o l e c u l a rc h e m i s t r y ，o fm o l e c u l a rr e c o g n i t i o n ，o f t h eb u i l d i n gb l o c k sf o ro r g a n i c c a t a l y s t s ，r e c e p t o rm o d e l s ，c r o w ne t h e r s ，c r y p t a n d sa n do fc a r b o n r i c hc h e m i s t r y t h e p r e v i o u sw o r ko fo u rl a bw a sd e s c r i b e d ，a n das e r i e so fn e wt y p eo fc y c l o p h y n e sa n d t h e i rd e r i v a t i v e sw e r ed e s i g n e da n ds y n t h e s i z e d 。 b e c a u s eo ft h es t a b i l i t yo fb i n a p h t h a l e n e sc o n f i g u r a t i o ni nt h er e a c t i o n sa n dt h e f i n ed i r e c t i o n a lf u n c t i o no fe t h y n y li n t h e s p a c e ，e n a n t i o p u r e2 , 2 一p o s i t i o n s l ，1 - b i n a p h t h y lw a su s e da ss y n t h e t i ct e m p l a t ef o rt h es y n t h e s i so ft a r g e tm o l e c u l e s i nt h i sp a p e r i nt h es e c o n dc h a p t e ro ft h i sp a p e r , t h ed e s i g na n ds y n t h e s i so fc y c l o p h a n ew i t h u n i to ft w oe t h y n y l sw e r ed e s c r i b e d i n t e r m e d i a t e sc o m p o u n d s3 7a n d4 4w e r e s y n t h e s i e d f r o m e n a n t i o p u r e 【( 晨) 一o f ( $ 一f o r m 】2 - a n d2 - p o s i t i o n s o fa l ，1 b i n a p h t h a l e n et e m p l a t eb y i n t r o d u c t i o no fp r o t e c t i n gn i t r i n eg r o u p ，r e m o v a lo f p r o t e c t i n gg r o u p ，s o n o g a s h i r ac o u p l i n g ，t u b es e a l i n ga n d s oo n i nt h el a s ts t e p ，w eg o t t h et a r g e tc o m p o u n d s2 7a n d2 8t h r o u g h ti n t e r m o l e c u l a re g l i n t o nc o u p l i n gr e a c t i o n i nt h ei n t e r m o l e c u l a re g l i n t o nr e a c t i o n ，as y r i n g ep u m pt h a tc a nc o n t r o lt h ed r o p p i n g r a t eo fr e a c t a n ts o l u t i o nw a su s e di no r d e rt oa v o i dt h eh i g hc o n c e n t r a t i o no fr e a c t a n t 。 t h eh i g hc o n c e n t r a t i o no fr e a c t a n tw i l lp r o d u c ei n t e r m o l e c u l a rr e a c t i o n b yu s i n gt h e s y r i n g ep u m p ，t h ey i e l d so ft h el a s ts t e po f i n t e r m o l e c u l a re g l i n t o nc o u p l i n gr e a c t i o n w e r eg r e a t l yi m p r o v e d i nt h et h i r dc h a p t e r , c o m p o u n d so fd o u b l eh e l i c a ls t r u c t u r ew i t hu n i to ft w o e t h y n y l sw e r ed e s i g n e da n ds y n t h e s i z e d f i r s t ，i m p o r t a n ti n t e r m e d i a t ec o m p o u n d s5 7 a n d6 5w e r es y n t h e s i z e df r o mb i n a p h t h y lb yt h ei n t r o d u c t i o no fp r o t e c t i n gg r o u pa n d t h ec o n n e t i n go fl i n k i n gb r i d g e s ，t h e nt a r g e tc o m p o u n d s2 9a n d3 0w e r eg o tt h r o u g h t i n t e r m o l e c u l a re g l i n t o nc o u p l i n gr e a c t i o n t h es t r u c t u r e so ft h en e wi n t e r m e d i a t e sa n dt a r g e tm o l e c u l e sw e r ei d e n t i f i e db y 1 hn m r ，1 3 cn m r ，d e p t , i r t of u r t h e rs t u d yo ft h e i rp r o p e r t i e s ，t h eu v - v i sa n d c i r c u l a rd i c h r o i s m ( c d ) s p e c t r ao ft h et a r g e tc o m p o u n d sw e r em e a s u r e d k e yw o r d s ：c y c l o p h a n e ；b i n a p h t h y lt e m p l a t e ；d o u b l eh e l i c a t e ；s y n t h e s i s i i i 湖南大學 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的 研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或 集體己經(jīng)發(fā)表或撰霹的成果作晶。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均 已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。 作者簽名：鋝馮荔 日期：枷旨年7 月7 日 學位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保 整并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文觴復印件和電子舨，允許論文被查閱和借閱。 本人授權(quán)湖南大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢 索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 本學位論文屬于 作者簽名 導師簽名 l 、保密口，在年解密后適用本授權(quán)書。 2 、不保密團。 ( 請在以上相應方框內(nèi)打“4 ”) e l 期：渺譬年1 月7e l 匿期：墓年月7 e l 碩 ：學位論文 第1 章緒論 最早在18 9 9 年，p e l l e g r i n 和他的同伴就發(fā)現(xiàn)了第一個環(huán)芳化合物1 【2 2 m e t a c y e l o p h a n e t “。直至1 9 4 9 年，化合物4 ( d i - p x y l y l e n e ，后來被命名為 【2 2 】p a r a c y c l o p h a n e ) 首次被b r o w n 和f a r t h i n g 合成 2 1 ，標志著環(huán)芳化學的時代真 正開始了。在環(huán)芳優(yōu)學囂發(fā)展初期，第二個主要進步就是c r a m 和s t e i b e r g 逶過 w u r t z 偶聯(lián)反應第一次直接的合成了化合物4 【2 2 】p a r a c y c l o p h a n e 【引。 屹c e 齜l 墼圓 4 在二十年前，環(huán)芳化學的研究被認為是深奧的和不現(xiàn)實的，他們被認為沒有 任何的工業(yè)應用價值。然而，隨著空聞定位基的準確固定作用的發(fā)展，環(huán)芳化學 可以為其他化合物比如鳥巢狀化合物、螺旋化合物、新型配體化合物等提供一些 非常有用的砌塊。而且，隨著環(huán)芳化合物被用作單體通過c v d 技術(shù)來制備新的 聚合體的應用的增加，環(huán)芳化合物在材料科學方面的應用越來越多。此類聚合體 有著不同尋常的和特有的性質(zhì)一一擁有對化學反應非常穩(wěn)定的表面【4 1 。環(huán)芳化學 已經(jīng)成為超分子化學、分子識別學、有視催化荊的構(gòu)筑學、分子接受器的模板構(gòu) 筑學、冠醚化學和穴狀配體的構(gòu)筑學等領(lǐng)域的重要組成部分。環(huán)芳化學提供了非 常豐富的研究領(lǐng)域：分子的設(shè)計和合成、結(jié)構(gòu)的分析、物理學方蘑的研究、化學 反應學和超分子化學。 1 1 由c = c 為連接橋的環(huán)芳化合物的研究現(xiàn)狀 以c - c 必連接橋的環(huán)芳純合物( c y c l o p h y n e ) 的研究已經(jīng)成為現(xiàn)代環(huán)芳化學中 一個非常重要的研究領(lǐng)域。由于分子中多個c 篇c 的存在，從而造成整個分子中碳 元素比例的增加，根據(jù)富碳化學的定義，當c h l 時，此類化合物又將屬于富碳材 料化學的研究范疇玲母j 。因為c - c 連接橋具有將電子從囂體系的一端傳到另一端的 能力，所以此類化合物擁有獨特的電子效應，其在光電材料領(lǐng)域有遠大的應用前 景。又西為c - - c 連接橋的直線定向性能，通過c - - - c 的連接，各種芳香環(huán)珂以合成形 基于手性聯(lián)萘模板的螺旋分子的設(shè)計i 合成 狀特定的二維或三維的大環(huán)化合物。它們在分子構(gòu)型、分子手性、液晶材料和傳 感材料等方面的潛在應用被廣泛研究。近年來，新的合成方法學，特別是過渡金 屬催化的c c 鍵偶聯(lián)反應的發(fā)展，極大地推動了環(huán)芳化學領(lǐng)域的發(fā)展。經(jīng)過廣大化 學家的近十幾年的努力，環(huán)芳化學取得了巨大的進步，大量的綜述性文章發(fā)表 【1 0 一1 9 】 o 1 2 螺旋分子的研究現(xiàn)狀 拓撲有趣的螺旋分子也是非常引人矚目的分子母體，這不僅僅是因為其分子 結(jié)構(gòu)的優(yōu)美和在合成上富有的挑戰(zhàn)性，更重要的是因為它們獨特的結(jié)構(gòu)特征( 如螺 旋手性等) 預示著這類化合物作為新型功能材料的潛力。 螺旋分子可分為單螺旋分子、雙螺旋分子和多螺旋分子幾種情況。與生命現(xiàn) 象有密切聯(lián)系的d n a 就是一種典型的雙螺旋分子。至今，化學家們通過不同的途 徑合成了一些具有螺旋結(jié)構(gòu)的分子，但有關(guān)的研究報道還非常有限。 1 2 1 具有單螺旋結(jié)構(gòu)的分子的合成進展 關(guān)于單螺旋分子，也已經(jīng)有一些報道。k a t z 等【2 0 】設(shè)計并合成了由稠環(huán)芳烴構(gòu) 成的單螺旋分子6 。s l a v e n 等【2 l j 以聯(lián)萘酚衍生物為母體，以炔鍵為聯(lián)結(jié)子，合成了 單螺旋分子7 。這里，起始原料聯(lián)萘衍生物的光學性質(zhì)決定了7 的螺旋手性。這些 物質(zhì)在新型非線性光學傳導材料、分子識別的主體以及不對稱催化中的手性鏈等 方面有潛在的應用價值。 。竄。 6 礬洲r(nóng) 弧嗽三r 7 v o l l h a r d t 及其合作者【2 2 1 報道了第一個具有螺旋手性的【2 3 】化合物8 ( p h e n y l e n e ) 碩七學位論文 的合成，【n p h e n y l e n e s 包含交替的1 1 個苯環(huán)與n 1 個環(huán)丁二烯環(huán)結(jié)構(gòu)。當藏 5 時，分 子結(jié)構(gòu)因為立體效應產(chǎn)生螺旋，因而具有螺旋手性。當n = 7 時，首尾兩個苯環(huán)重 疊。這已經(jīng)遙過n o e 譜得到驗證。此鈐，鏈們還報道了【翻，【甥。曲e 封l e 娃e 筋合成1 2 懿。 8 1 2 2 具有雙螺旋結(jié)構(gòu)的分子的合成進展 雙螺旋分子的合成目前研究的相對較多。形成雙螺旋結(jié)構(gòu)的一種較為有效的 方法就是利用具有官能基的鏈狀分子與金屬離子進行絡(luò)合自組裝( s e l f - a s s e m b l e ) 。 上個世紀8 0 年代末，l e h n 等【2 5 1 設(shè)計并合成了具有三個聯(lián)吡啶單元的鏈分子9 ，并利 用它與c u ( i ) 或者a g ( i ) 的絡(luò)合反應得到了一種雙螺旋結(jié)構(gòu)配合物l o ，稱為雙股雙螺 旋配合物( h e l i c a t e s ) 。在它們的結(jié)構(gòu)中，具有配位效果的兩條鏈纏繞著金屬離子產(chǎn) 生配位，扶褥自組裝成了左旋和右旋的三核雙螺旋分子。這種由分子鏈和金屬離 子的絡(luò)合反應導致的自組裝被稱為螺旋化。 + 1 0 ( m ) - f o 朋 1 0 ( 尸) - f o r m 許多文獻報道，毫擁有d 2 對稱轆的分子內(nèi)具有雙螺旋結(jié)構(gòu)時，此分子將有可 能在液晶材料上得到應用1 2 6 - 2 9 1 。正因為如此，近年來具有獨特結(jié)構(gòu)特征的分子內(nèi) 雙螺旋化合物也受到了廣泛關(guān)注。雖然基前在實驗室合成這種結(jié)構(gòu)優(yōu)美的分子還 比較困難，但一些化學家的研究已取得了某些重要進展。以下是幾個成功的合成 例予。如f u j i t a 等【3 0 】設(shè)計并成功地合成了以乙炔鍵為連結(jié)子的分子內(nèi)雙螺旋物質(zhì) l l 。但是合成這個物質(zhì)所用步驟非常長，并且只得到了一個對映異構(gòu)體。特別是 最后一步反應中收率不至i l j 3 。m a r s e l l a 的研究組【3 l j 報道了雙螺旋分子1 2 ，1 3 的合 成，此類新型的芳香螺旋詫合物在分子電磁子和光學材料方蘑展現(xiàn)了很好的應用 前景。 基于手性聯(lián)萘模板的螺旋分了的設(shè)計與合成 龠r 於r 1 2 l l 1 3 安德烈等【3 2 1 利用單一手征性的( r ) 和( 回2 ，2 二乙炔基聯(lián)萘為模板，以空間定 向性好的間苯為連接橋，成功的合成出具有相反螺旋手性的分子內(nèi)雙螺旋化合物 1 4 。這里，( r ，尸) 1 4 和( s 加1 4 是一對光學活性的對映異構(gòu)體。旋光度和圓二色譜 的分析以及x 射線晶體結(jié)構(gòu)測定證明了分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)。這是首例以對映異構(gòu) 體報道的分子內(nèi)雙螺旋化合物。此外，他們還進一步引入吡啶單元，成功地合成 了結(jié)構(gòu)類似的分子內(nèi)雙螺旋化合物1 5 【3 3 。 x x ( r ；p ) - 1 4 a ：x = h ( 足p ) - 1 4 b ：x 2n 0 2 x 舊- 1 4 a ：x 。h 價1 4 b ：x 2 n 0 2 【冠蹄1 5 為了使雙螺旋結(jié)構(gòu)進一步擴張，把配體鏈索連接在一個手性模板上，在金屬 離子的作用下形成雙螺旋結(jié)構(gòu)是一個策略，o t e r a 和安德烈等1 3 4j 在( r ) 和( $ 1 ，1 聯(lián) 萘的2 和2 位引入了含有吡啶單元的芳炔鏈索合成了純的旋光配體。并利用這些旋 光純配體與a g ( i ) 和c u ( i ) 的絡(luò)合反應獲得了有相反螺旋手性的配合物( 尺，尸) 一1 6 和 ( r ，尸) 1 6 。在1 6 結(jié)構(gòu)中，具有配位效果的兩條鏈纏繞著金屬離子產(chǎn)生配位，從而自 組裝成右旋( p ：p l u s ) 和左旋( m ：m i n u s ) 構(gòu)型的雙核雙螺旋結(jié)構(gòu)。 碩士學位論文 ( 足p ) - 1 6 ：m a g ( 1 ) ；( 跫p ) - 1 6 ：m c u ( i ) 1 2 + c b h l 3 l 2 p 盼 c 6 h 1 3 2 + c s h l 3 i 2 p 氏 c 8 h 1 3 s 弼1 6 ：m 2 a g o ) ；礴磊回一1 6 ：m2c 域1 ) 在暗室里，室溫下把a g p f 6 的四氫呋喃溶液j x ( r ) 或( 配體的四氫呋哺溶 液中，馬上產(chǎn)生了自色的沉淀。透過對重6 和相應配體的核磁比較可以發(fā)現(xiàn)h a ，h c 的信號明顯地向高場移動，h b 向低場移動。這是由于h a ，h c 處于聯(lián)萘基團的屏蔽 區(qū)，麗h b 因為另一條鏈上的苯基的去屏蔽作用麗向低場移動。這些都證驤了在配 體中可以自由運動的兩條鏈在1 6 中固定不動了。另外通過前后旋光度的明顯變化 以及圓二色譜和圓二色譜滴定試驗都證明了雙核雙螺旋結(jié)構(gòu)的存在。 1 3 模板效應 隨著近年來超分子億學( s u p e r a m o l e c u l a rc h e m i s t r y ) 的興起與快速發(fā)展，有機 化學、無機化學、生物化學等學科的交叉更進一步密切。模板效應作為構(gòu)筑超分 子結(jié)構(gòu)的一個強有力的工具，得到了廣泛的研究和應用。在化學秘生物學領(lǐng)域涉 及到的金屬離子配體的絡(luò)合、氫鍵的作用、疏水作用、 - l 相互作用等行為或者 過程都可以魎納為模板效應。模板效應具有非凡的高效性和選擇性，在合成超分 子器件中起著巨大的作用。一些由數(shù)學家或藝術(shù)家首先描繪的具有拓撲結(jié)構(gòu)的分 子，如索烴( c a t e n a n e ) 、輪烷( r o t a x a n e ) 、類輪烷( p s e u d o f o t a x a n e ) 、分子結(jié)( m o l e c u l a r k n o t ) 、螺旋( h e l i x ) 等超分子化合物已經(jīng)能夠利用模板方法成功構(gòu)筑。隨著超分子 化學的進一步發(fā)展，化學家們還希望能夠通過自識別、自組裝等手法合成具有分 子開關(guān)、分子器件和邏輯門性能的超分子，并在此基礎(chǔ)上探討這些具有特異構(gòu)造 的物質(zhì)的實際應用。 索烴、輪烷、類輪烷、分子結(jié)、螺旋等超分子化含物大都屬于環(huán)芳純合物， 為得到這些具有拓撲學結(jié)構(gòu)的新型化合物，人們已經(jīng)進行了許多不懈的努力。早 在四十多年前就有入研究這類分子的合成，傻是產(chǎn)率很低。壹到上個世紀八十年 代中期發(fā)展的模板合成策略才極大的簡化了這幾類物質(zhì)的合成。 摹于手性聯(lián)萘模板的螺旋分子的設(shè)計與合成 1 3 1 金屬離子模板效應 金屬離子由于能在預先指定的幾何形狀中集結(jié)并與配置的配體產(chǎn)生所謂的 “模板效應”，因而在索烴、輪烷以及分子結(jié)的設(shè)計與合成研究中受到重視。圖1 1 表示了利用金屬離子模板法來構(gòu)筑索烴的概念。這兩種途徑都形象地表明：首先 具有配位效果的開鏈分子通過金屬離子的模板效應進行集結(jié)( 形成形態(tài)穩(wěn)定的配 合物) ，然后開鏈分子環(huán)合成索烴配合物，脫去金屬之后即可以得到索烴。 s t r a t e g g ) , a 1 6 5 5o c m s ( a p c i ) ：5 0 1 2 ( m + + l ，1 7 ) ，5 3 3 0 ( m 十+ i + m e o h ，l o o ) ，5 3 4 0 ( m + + 2 + m e o h ，3 3 ) 。 1 hn m r ( c d c l 3 ，4 0 0m h z ) 巍( p p m ) ：7 0 9 - 7 13 ( m ，6 h ) ，7 2 5 , - , 7 2 8 ( m ，4 h ) ，7 3 2 ( t ， j = 7 8 h z ，2 h ) ，7 4 5 ( t ，j = 8 0 h z ，2 h ) ，7 7 7 ( d ，j = 8 4 h z ，2 h ) ，7 8 3 7 8 7 ( m ，4 h ) ”cn m r ( c d c l 3 ，1 0 0m h z ) 8 c ( p p 激) ：7 9 3 2 ( c 蘭) ，8 3 0 7 ( c 蘭) ，9 0 2 6 ( c 三) ，9 3 5 8 ( c 蘭) ，1 2 1 3 8 ( c h ) ，1 2 4 8 8 ( c h ) ，1 2 6 3 7 ( c ) ，1 2 6 4 2 ( c ) ，1 2 6 6 1 ( c ) ，1 2 7 5 8 ( c h ) ， 1 2 7 。8 7 ( c 玨) ，1 2 7 。9 7 ( c 玨) ，1 2 8 。3 9 ( c h ) ，1 2 9 3 0 ( 2 c h ) ，1 2 9 。7 2 ( c 玨) ，1 3 0 。9 2 ( c h ) ， 1 3 2 3 2 ( c ) ，1 3 3 0 7 ( c ) ，1 3 9 1 2 ( c ) i r ( k b f ) ：3 0 5 7 ( a r o 。c h ) ，2 19 8 ( c - c ) ，l5 91 ( a r o 。c c ) ，14 6 9 ，8 2 0 ，7 5 2 。 u v v i s ( c h 2 c 1 3 ，5 1 l0 m o l l 。) ：九m a x ( m 積) = 3 5 6 ( 2 2 x10 4 ) ，2 4 3 ( 2 1 xl0 5 ) 職) 一i s o m e r ：【a d 拶+ 5 6 0 4 ( c5 1 ，c h c l 3 ) ( 印一i s o m e r ：【a d 撐一5 6 2 405 8 ，c h c l 3 ) 2 3 2 。4 化合物4 2 的合成 依次將化合物r 構(gòu)型的化合物4 1 ( 4 5 0m g ，1 6 0m m 0 1 ) 、c s 2 c 0 3 ( 2 0 5g ，6 m m 0 1 ) 、四氫呋喃( 1 5m e ) 和4 0 ( 2g ，6 7 0m m 0 1 ) j i 入1 0 0m l 反應瓶中，5 0 0 c 下反 應1 2h 。反應混合物冷至室溫后，傾入水中并用乙酸乙酯萃取。有機相用飽和n a c l 溶液洗滌，無水m g s 0 4 干燥。過濾后減壓蒸去溶劑，殘余物通過柱層析分離純化 【y ( 石油醚) ：v ( c h 2 c 1 2 ) = 5 ：l 】得到1 1 0g 化合物倒一4 2 ，收率9 7 俾，4 2 ：白色固體，m p ：1 0 2 0 1 0 3 0o c m s ( a p c i ) ：7 1 8 5 ( m + ，1 0 0 ) ，7 1 9 。5 ( m + + l ，3 4 ) 1 hn m r ( c d c l 3 ，4 0 0m h z ) 巍( p p m ) ：4 9 8 ( s ，4 h ) ，6 7 9 ( d ，d = 7 6 h z ，2 h ) ，6 8 2 ( d ，j = 7 。6 h z ，2 h ) ，6 。9 0 ( 蓮，j = 7 6 0 h z ，2 h ) ，7 。2 3 7 4 0 ( ! 建，8 h ) ，7 6 7 ( d ，j = 7 6 h z ，2 h ) ， 7 8 8 ( d ，j = 8 0 h z ，2 h ) ，7 9 6 ( d ，j = 9 2 h z ，2 h ) cn m r ( c d c l 3 ，1 0 0m h z ) 茈( p p m ) ：7 5 0 3 ( c h 2 ) ，9 5 。8 5 ( c ) ，l1 5 5 2 ( c 腳，1 2 0 + 4 2 ( c ) ，1 2 3 8 4 ( c h ) ，1 2 5 。5 1 ( c h ) ，1 2 6 4 7 ( c h ) ，1 2 7 9 1 ( c h ) ，1 2 8 0 2 ( c h ) ，1 2 8 8 0 ( c h ) ， 1 2 9 。5 l ( c h ) ，1 2 9 5 l ( c ) ，1 3 4 。1 9 ( c ) ，1 3 8 6 1 ( c h ) ，1 3 8 。6 1 ( c ) ，1 3 9 。4 2 ( c ) ，1 5 3 7 0 ( c ) 。1 9 基于于件聯(lián)萘模板的螺旋分子的設(shè)計與合成 i r ( k b r ) ：3 0 5 3 ( a r o c h ) ，15 8 9 ( a r o c c ) ，15 0 6 ，l2 l9 ，8 0 4 ，7 4 4 2 3 2 5 化合物4 3 的合成 依次將r 構(gòu)型的4 2 ( 1 1 0g ，1 5 0r e t 0 0 1 ) 、( p h 3 p ) 2 p d c l 2 ( 2 0m g ，o 0 3m m 0 1 ) ， c u i ( 1 0m g ，o 0 6m m 0 1 ) 置于氮氣保護的反應瓶中。用注射器加入甲苯2 5m l ，二 異丙胺5m l 。5 0o c 攪拌狀態(tài)下滴加t m s a ( o 3 5 m l ，o 3 4m m 0 1 ) 后在該溫度下攪拌 3h 反應混合物被傾入飽和n h 4 c 1 水溶液中并用乙酸乙酯萃取有機相用飽和 n a c i 水溶液洗滌，無水m g s 0 4 干燥過濾后減壓蒸去溶劑，殘余物通過硅膠柱 層析分離 坎石油醚) ：v ( c h 2 c 1 2 ) = 5 ：l 】得1 0 4g 化合物( 尺) - 4 3 ，產(chǎn)率9 5 俾) 4 3 ：白色固體，m p ：4 5 0 4 6 0o c m s ( a p c i ) ：6 5 8 8 ( m + ，1 0 0 ) ，6 5 9 9 ( m + + 1 ，6 0 ) ，6 6 1 0 ( m + + 2 ，3 2 ) 1 hn m r ( c d c l 3 ，4 0 0m h z ) 名( p p m ) ：一0 2 7 ( s ，t m s ) ，5 2 6 ( d ，j = 1 4 4 h z ，2 h ) ，5 3 0 ( d ，j = 1 4 4 h z ，2 h ) ，6 8 2 ( d ，j = 7 2 h z ，2 h ) ，6 8 8 ( t ，j = 7 2 h z ，2 h ) ，7 0 5 ( t ，j = 7 6 h z ，2 h ) ，7 2 1 7 2 3 ( m ，4 h ) ，7 3 0 7 3 6 ( m ，4 h ) ，7 4 1 ( d ，j = 9 2 h z ，2 h ) ，7 8 7 ( d ， = 7 6 h z ，2 h ) ，7 9 4 ( d ，= 8 8 h z ，2 h ) cn m r ( c d c l 3 ，10 0m h z ) 氏( p p m ) ：一o 0 3 ( t m s ) ，6 8 5 5 ( c h 2 ) ，9 9 9 1 ( c 三) ， 1 0 2 2 2 ( c 三) ，1 1 5 0 2 ( c h ) ，1 2 0 1 6 ( c ) ，1 2 0 2 2 ( c ) ，1 2 3 6 0 ( c h ) ，1 2 5 4 9 ( c h ) ，1 2 6 31 ( c h ) ，1 2 6 3 8 ( c h ) ，1 2 6 3 8 ( c h ) ，1 2 6 2 8 ( c ) ，1 2 7 8 8 ( c h ) ，1 2 8 6 0 ( c h ) ，1 2 9 3 2 ( c h ) ， 1 3 1 7 5 ( c h ) ，1 3 4 2 2 ( c ) ，1 3 9 7 5 ( c ) ，1 5 3 8 4 ( c ) i r ( k b r ) ：3 0 5 9 ( a r o c h ) ，2 15 4 ( c - c ) ，15 9 1 ( a r o c c ) ，15 0 8 ，1 2 4 8 ，8 6 8 ，8 4 1 ，7 5 8 2 3 2 6 化合物4 4 的合成 依次將r 構(gòu)型的化合物4 3 ( 1 0 4g ，1 6 0m m 0 1 ) 、k 2 c 0 3 ( 2 1 8g ，1 6m m 0 1 ) 、四 氫呋喃( 1 5m e ) 和甲醇( 1 5m e ) 加入反應瓶中，在室溫下攪拌5h 。將反應混合物 注入水中并用乙酸乙酯萃取。有機相用飽和n a c i 水溶液洗滌，無水m g s 0 4 干燥。 過濾后減壓蒸去溶劑，殘余物通過硅膠柱層析分離 h 石油醚) ：v ( c h 2 c 1 2 ) = 5 ：1 】 得7 8 0m g 化合物( r ) 4 4 ，產(chǎn)率9 6 ( 尺) 4 4 ：淺黃色泡沫，m p ：4 7 5 4 8 5o c m s ( a p c i ) ：5 1 4 9 ( m 十+ 1 ，1 0 0 ) ，5 1 6 0 ( m + + 2 ，4 5 ) ，5 1 7 1 ( m + + 3 ，1 2 ) 1 hn m r ( c d c l 3 ，4 0 0m h z ) 8 h ( p p m ) ：3 2 4 ( s ，2 h ) ，5 2 3 ( d ，j = 1 4 4 h z ，2 h ) ，5 2 7 ( d ， j = 1 4 4 h z ，2 h ) ，6 8 5 ( d ，j = 7 6 h z ，2 h ) 6 9 2 ( t ，j = 7 2 h z ，2 h ) ，7 0 6 ( t ，j = 7 2 h z ， 2 h ) ，7 2 2 - 7 2 3 ( m ，4 h ) ，7 3 0 7 3 4 ( m ，2 h ) ，7 3 7 ( d ，j = 7 6 h z ，2 h ) ，7 4 2 ( d ，j = 9 2 h z ，2 h ) ，7 8 6 ( d ，j = 8 0 h z ，2 h ) ，7 9 3 ( d ，j = 9 2 h z ，2 h ) cn m r ( c d c l 3 ，l0 0m h z ) 昆( p p m ) ：6 8 8 5 ( c h 2 ) ，8 0 7 8 ( c 三) ，8 2 3 3 ( c - ) ，1 15 4 8 ( c h ) ，1 1 9 1 8 ( c ) ，1 2 0 3 9 ( c ) ，1 2 3 7 2 ( c h ) ，1 2 5 5 4 ( c h ) ，1 2 6 3 7 ( c h ) ，1 2 6 4 8 ( c h ) ， 12 6 8 2 ( c h ) ，12 7 9 2 ( c h ) ，l 2 8 9 0 ( c h ) ，l2 9 3 9 ( c h ) ，l2 9 4 2 ( c ) ，13 2 21 ( c h ) ， 2 0 碩“ ：學位論文 1 3 4 2 2 ( c ) ，1 4 0 0 2 ( c ) ，1 5 3 。9 2 ( e ) 。 i r ( k b r ) ：3 2 7 6 ( c - c h ) ，3 0 5 7 ( a r o c h ) ，15 8 9 ( a r o c c ) ，15 0 6 ，12 17 ，8 0 6 ，7 5 8 2 。3 2 7 目標化合物2 s 的合成 將c u ( a c o ) 2 ( 5 0 0m g ，2 8 m m 0 1 ) 和吡啶( 6 5m e ) 置于氮氣保護下的反應瓶中，保 持在6 0 。c 的油浴中。焉滴翻泵在4h 中慢慢滴加晨構(gòu)型的4 4 ( 1 5 0m g ，0 2 9m m 0 1 ) 的吡啶溶液( 1 0m l ) 。滴加完畢后在該溫度條件下繼續(xù)反應2 h 。停止反應，冷至 室溫愛過濾除去不溶物質(zhì)用二氯甲烷洗滌，合并濾液減壓蒸去溶劑，殘余物通過 硅膠柱層析分離 以石油醚) ：v ( c h 2 c 1 2 ) = 3 ：1 】得1 0 7 7m g ( 尺) - 2 8 ，產(chǎn)率7 2 悠) 2 8 ：自色固體，m p ：1 4 7 0 1 4 8 。0o c m s ( a p c i ) ：5 1 2 9 ( m 十+ 1 ，l o o ) ，5 1 4 0 ( m + + 2 ，3 2 ) hn m r ( c d c i s ，4 0 0m h z ) 蠢( p p m ) ：4 。9 2 ( d ，j = 1 0 4 h z ，2 h ) ，5 。1 5 ( d ，j = 1 0 4 h z ， 2 h ) ，7 0 9 - 7 2 0 ( m ，1 4 h ) ，7 4 4 ( d ，歹= 9 2 h z ，2 h ) ，7 7 2 ( d ，j = 7 6 h z ，2 h ) ，7 8 5 ( d ，j = 8 8 h z ，2 h ) ”cn m r ( c d c l 3 ，1 0 0m h z ) 菇( p p m ) ：7 0 8 8 ( c h 2 ) ，7 9 。2 2 ( c 蘭) ，8 2 7 4 ( c 蘭) ，l1 4 。3 3 ( c h ) ，1 1 9 2 3 ( c ) ，1 2 2 3 6 ( c ) ，1 2 3 1 2 ( c h ) ，1 2 5 6 6 ( c h ) ，1 2 5 6 9 ( c h ) ，1 2 7 5 9 ( 4 c h ) ， 1 2 7 。9 9 ( c h ) ，1 2 8 ，8 2 ( c 玨) ，1 2 9 1 2 ( c ) ，1 2 9 2 0 ( c 薹) ，1 2 9 。3 0 ( c 疆) ，1 3 l 。1 8 ( c h ) ， 1 3 3 9 7 ( c ) ，1 4 1 2 8 ( c ) ，1 5 4 4 1 ( c ) i r ( k b f ) ：3 0 5 7 ( a r o 。c 一 ) ，2 2 18 ( c - c ) ，15 91 ( a r o 。c c ) ，15 0 6 ，1 2 3 2 ，10 3 9 ，7 5 2 。 u v v i s ( c h 2 c 1 3 ，8 0 1 0 一m 0 1 l 。1 ) ：a m a x ( 巍。) = 3 4 1 ( 4 0 x 1 0 4 ) ，2 9 8 ( 5 0 x 1 0 4 ) ， 2 7 0 ( 1 0 x 1 0 ) ，2 4 3 ( 2 3 x 1 0 ) 。 俅) i s o m e r ：【伐】d 彈一9 5 0 7 ( c6 2 ，c h c l 3 ) ( 3 3 - i s o m e r ：【a d 心+ 9 51 8p6 6 ，c h c l 3 ) 2 4 結(jié)果與討論 2 4 1 合成方法 本章分別以手性構(gòu)型的( 硒和( 5 ) 一2 ，2 一二乙炔基一1 ，1 一聯(lián)萘、( 勵和 ( 固一2 ，2 一= 羥基一王，王一聯(lián)萘為模板，s o n o g a s h i r a 偶聯(lián)反應，保護基脫去得到 兩個重要的前驅(qū)體化合物3 7 和4 4 ，再通過它們的分子內(nèi)e g l i n t o n 偶合成環(huán)等反 應合成了兩個匿標化合物2 7 ，2 8 。 文中化合物2 7 和2 8 的合成采用了e g l i n t o n 反應成環(huán)。反應中我們減少了 c u ( o a e ) 2 的震量，以簡純后處理過程。而且采取了注射泵緩慢漓加反應物的方式 來控制這一過程，以減少在反應體系中末端炔的量來減少聚合物的生成。反應結(jié) 束后，只得到分子聞偶聯(lián)產(chǎn)物，沒有檢測到分子聞偶聯(lián)產(chǎn)物的生成。 2 | 。 基于于性聯(lián)萘模板的螺旋分了的設(shè)計與合成 2 4 2 結(jié)構(gòu)表征 中間體3 6 、3 7 、4 3 和4 4 及目標化合物2 7 和2 8 通過m s 、i r 、u v - v i s 、1 h 和乃cn m r 以及元素分析進行了表征。這些化合物的m s 圖譜均出現(xiàn)了預期的分 子離子峰。i r 圖譜中，可以觀測到強度較弱的c = c 伸縮振動特征吸收，中間體 3 7 和4 4 分別在在3 2 8 4c m 以和3 2 7 6c m 以處的吸收示出分子中c = - c h 的存在?；?合物3 6 和4 3 的n m r 中可觀測到t m s 共振信號，【3 6 6 h 一0 0 8 ( 18 h ，s ，t m s ) ， 6 c o 0 8 ( t m s ) ；4 3 ：6 h - 0 2 7 ( 1 8 h ，s ，t m s ) ，6 c o 0 3 ( t m s ) 】，3 7 和4 4 出現(xiàn) 末端有氫的炔的特征信號 3 7 16 h2 7 6 ( 2 h ，s ，c - = c h ) ，5 c8 0 8 3 ( c - c h ) ；4 4 ： 6 h3 2 4 ( 2 h ，s ，c _ = c h ) ，5 c8 0 8 7 ( c - c h ) 】。 目標化合物2 7 的m s ( a p c i ) 在5 0 1 2 ( m + + 1 ，1 7 ) ，5 3 3 0 ( m + + 1 + m e o h ，1 0 0 ) 處 出現(xiàn)了預期的分子離子峰( 見附錄c ) ，1 hn m r 共振信號均出現(xiàn)在芳香區(qū)域，由 于擁有一個對稱面，它的1 hn m r 譜呈現(xiàn)6 組峰，共2 0 個質(zhì)子( 圖2 4 ) 。1 3 cn m r 和d e p t 組合測定( 圖2 5 ) 表明，化合物2 7 有4 根炔碳( c 三) 的譜線( 6 c7 9 3 l ， 8 3 0 7 ，9 0 2 6 和9 3 5 8 ) ，在芳香區(qū)域有6 根四級碳( c ) 和1 0 根三級碳( c h ) 譜線， 符合推定的結(jié)構(gòu)。 i 舢一瓜優(yōu)j 、1 廣。r 1 。_ r 一 80 07 5 070 0 圖2 4 目標化合物2 7 的1 hn m r j j 州jl ji l 4 0 1 3 01 2 0 o1 0 080 圖2 5 目標化合物2 7 的1 3 cn m r 和d e p t 類似的，化合物2 8 的m s ( a p c i ) 在5 1 2 9 ( m + + 1 ，1 0 0 ) 處有預期的分子離子峰 (