（有機(jī)化學(xué)專業(yè)論文）αβ不飽和二氰基烯烴參與合成多取代苯方法的研究.pdf

a 。1 3 一不飽和二氰基烯烴參與合成多取代苯方法的研究 李捷 摘要多取代苯以及多取代芳香族化合物是一類非常重要的化合物，它們廣泛 的應(yīng)用于生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)、醫(yī)藥、化工等諸多領(lǐng)域。由于芳香族化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和 化學(xué)性質(zhì)，多取代苯的合成是十分困難的，尤其是合成多官能團(tuán)和有區(qū)域選擇性 的多取代苯及其衍生物。因此，人們對(duì)于合成多取代苯及其衍生物的研究始一直 很感興趣，研究和合成多取代苯以及它們的衍生物成了很多科研小組研究的目標(biāo)。 首先，我們研究了a , a - z 氰基烯烴與臣不飽和硝基化合物進(jìn)行加成反應(yīng)，在 對(duì)加成產(chǎn)物的進(jìn)一步研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，在更強(qiáng)的堿性條件下，加成產(chǎn)物會(huì)發(fā)生分子內(nèi) 親核加成反應(yīng)，形成一個(gè)六元環(huán)，經(jīng)過一系列的反應(yīng)后得到多取代苯類化合物。 經(jīng)過n m r 、i r 、h r m s 和單晶x r a y 等對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，證明了得到的新化合 物為多取代的苯環(huán)。發(fā)現(xiàn)合成多取代苯環(huán)的新反應(yīng)后，又對(duì)反應(yīng)條件以及反應(yīng)所 用的堿進(jìn)行了篩選和優(yōu)化。通過優(yōu)化后得出，在乙醇鈉作堿0 0 0 ) ，乙腈為溶劑， 反應(yīng)溫度為1 2 0 的條件下，此反應(yīng)的產(chǎn)率最高( 7 6 ) 。 其次，我們接下來又研究了一鍋法合成多取代苯，直接以q 鏟二氰基烯烴與d 臣 不飽和硝基化合物進(jìn)行加成反應(yīng)，所得產(chǎn)物不經(jīng)分離，直接加入1 0 0 乙醇鈉進(jìn)行 回流縮合反應(yīng)，最后以7 4 的收率得到多取代苯。得到幾種多取代苯后，又對(duì)其 應(yīng)用作了研究，重點(diǎn)研究了它們的液晶應(yīng)能，發(fā)現(xiàn)我們得到的多取代苯類化合物 很可能是一類新型液晶分子或是其前體化合物。通過對(duì)一鍋法合成多取代苯的研 究，建立了一種從醛、酮出發(fā)最終得到多取代苯的方法。 最后，對(duì)多取代苯類化合物4 b 、4 m 、4 k 進(jìn)行了晶體結(jié)構(gòu)的研究，在這三個(gè)晶 體中，都存在n - h ”n 氫鍵，并通過分子間的兩條n h n 氫鍵把兩個(gè)分子連接 成二聚體。晶體4 b 中還存在卜i - h 0 氫鍵，通過兩條氫鍵相互作用把分子連接成 一維的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。晶體4 m 中存在c l h 作用，并且通過c l - h 丌作用把分 予連接成一個(gè)柱狀螺旋結(jié)構(gòu)。通過氫鍵和( 尸_ h 作用把分子組裝成三維的網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)。晶體4 k 中存在c - h o 氫鍵，通過c l - h o 氫鍵作用把分子連成一維鏈 式結(jié)構(gòu)。在晶體4 k 中還存在( _ h 作用，并與n - h n 氫鍵作用使分子形成 維鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。通過對(duì)合成的多取代苯類化合物晶體的研究，確定了它們的結(jié)構(gòu)， 并了解了他們內(nèi)部分子的排列。 通過對(duì)a ，a 一二氰基烯烴與n ，b 不飽和硝基化合物進(jìn)行加成反應(yīng)的研究以 及一鍋法合成多取代苯的研究，提供了一種合成多取代苯及其衍生物的新的方法， 實(shí)現(xiàn)了在溫和條件下制備多取代苯的反應(yīng)。 關(guān)鍵詞：q 一二氰基烯烴分子內(nèi)親核加成反應(yīng)多取代苯晶體結(jié)構(gòu) l i s t u d yo n t h es y n t h e s i so fp o l y s u b s t i t u t e db e n z e n e sb y q ，q - d y c y a n o o l e 6 n s l ij i e a b s t r a c tp o l y s u b s t i t u t e db c n z e n e sa r eh i g h l yu s e f u le n t i t i e s ，w h i c ha r ew i d e l y u s e di ni n d u s t r y , p h a r m a c ya n dl a b o r a t o r y b e c a u s et h ec o m p l e xs t r u c t u r eo fa r o m a t i c c o m p o u n d s ，p r e p a r a t i o n o ft h e r e g i 【o s e l e c t i v e a n d h i g h l y s u b s t i t u t e da r o m a t i c c o m p o u n d si so n eo ft h ec h a l l e n g i n gp r o b l e m si no r g a n i cs y n t h e s i s h o wt os y n t h e s i s p o l y s u b s t i t u t e d b e n z e n e sa n dt h e i rd e r i v a t i v e sa r ep e o p l ei n t e r e s t e d s y n t h e s i z e p o l y s u b s t i t u t e da r o m a t i ci ne f f i c i e n t l ya n de c o n o m i c a l l yb e c o m e si n t e r e s tt h a tm a n y r e s e a r c hg r o u pt o w a r d s f i r s t l y , w es t u d i e dt h em o l e c u l eo ft h ev i n y l o g o u sm i c h a e la d d i t i o np r o d u c ta n d f o u n dt h a tp o l y s u b s t i t u t e db e n z e n ew a so b t a i n e dt h r o u 【g hi n t e r m o l e c u l a rn u c l e o p h i l i c r e a c t i o n t h ef i n a ls t r u c t u r ew a sc o n f i r m e db yn m r ，i r ，s i n g l e - x r dd i f f r a c t i o n ， h r m s w i t ht h eo p t i m i z e dr e a c t i o nc o n d i t i o n si nh a n d ，s e v e r a ls o l v e n t sa n db a s eh a v e b e e ni n v e s t i g a t e d ，c h 3 c na n dn a o e t ( 1 0 0 ) w e r es e l e c t e da st h eb e s t s e c o n d l y , w ef o u n dt h ev i n y l o g o u sm i c h a e la d d i t i o na n da r o m a t i z a t i o no fa d d i t i o n p r o d u c t sc a l lb ep r o c e s s e di no n ep o ta n dp o l y s u b s t i t u l e db e n z e n e sc a nb eo b t a i n e dw i t h s a t i s f y i n gy i e l d ( 7 6 ) f r o mt h es y n t h e t i cc h e m i s t sp o i n to fv i e w , o n e - p o tp r o c e d u r e s s t a r t i n gw i t hs i m p l e ，r e a d i l ya v a i l a b l es u b s t r a t e sp r o v i d ei d e a ls t r a t e g i e sf o rr e g i o s e l e c t i v e f o r m a t i o no fs u b s t i t u t e db e n z e n e f i n a l l y , w es t u d i e dt h e i rc h a r a c t e r i s t i co fl i q u i dc r y s t a l a n df o u n dp o l y s u b s t i t u t e db e n z e n e sh a v ep o t e n t i a lt ob eu s e f u ll cm o l e c u l e w ef o u n da n e wm e t h o dt h a tp o l y s u b s t i t u t e db e n z e n e sc o u l do b t a i n e df r o ma l d e h y d ea n dk e t o n e l a s t l y , w es t u d i e dc r y s t a ls t r u c t u r e so fc o m p o u n d4 b , 4 ma n d4 k 。w ef o u n dt h a ta l l t h e s ec r y s t a le x i s th y d r o g e nb o n dn 一h na n dt h ed i m e r sf o r m e db yp a i r dh y d r o g e n b o n d s t h em o l e c u l eo f4 ba r el i n k e db yn h na n dn _ h oh y d r o g e nb o n d s t h e m o l e c u l eo f4 ma r el i n k e db yn 一h na n dc h 丁【i n t e r a c t i o n s t h em o l e c u l eo f4 k a r el i n k e db ych 0h y d r o g e nb o n d sa n dc h i ti n t e r a c t i o n s i nt h i sp a p e r ，w eg i v ea l le f f i c i e n tm e t h o df o rt h es y n t h e s i so fp o l y s u b s t i t u t e d b e n z e n e st h r o u g ht h et a n d e mv i n y l o g o u sm i c h a e lr e a c t i o no fa , a - d y c y a n o o l e f i n sa n d i l l q 辟n i t r o o l e f i n s k e yw o r d s ：a , a - d y c y a n o o l e f i n si n t e r m o l e c u l a rm i c h a e lr e a c t i o np o l y s u b s t i t u t e d b e n z e n e s c r y s t a ls t u c t u r e 學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的 研究成果。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，論文中不包含其他個(gè)人 已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得陜西師范大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu) 的學(xué)位或證書而使用過的材料。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均 已在文中作了明確說明并表示謝意。 作者簽名：瑩縫 日期： 學(xué)位論文使用授權(quán)聲明 本人同意研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬陜西師范大 學(xué)。本人保證畢業(yè)離校后，發(fā)表本論文或使用本論文成果時(shí)署名單位仍為陜西 師范大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留學(xué)位論文并向國家主管部門或其它指定機(jī)構(gòu)送交論文 的電子版和紙質(zhì)版；有權(quán)將學(xué)位論文用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文進(jìn) 入學(xué)校圖書館、院系資料室被查閱；有權(quán)將學(xué)位論文的內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn) 行檢索；有權(quán)將學(xué)位論文的標(biāo)題和摘要匯編出版。 作者簽名：2 瑩二盔壺一 日期：至羋 第一章多取代芳香族化合物合成方法簡述 多取代芳香基化合物是一類非常重要的化合物，在生產(chǎn)實(shí)踐上有十分重要的 意義【n 。在工業(yè)、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域，多取代芳烴及其化合物有著特殊的地位。許 多有重要生理活性的天然產(chǎn)物為多取代芳香化合物，各種液晶性能較好的分子1 2 3 】、 o l e d l 4 k 有機(jī)電致發(fā)光) 材料也是多取代苯及其衍生物。多取代芳烴及其化合物是 有機(jī)合成中十分重要的原料和試劑，通過對(duì)它們的修飾、改性以及進(jìn)一步的衍生 化，可得到不同類型的新型分子，而這些新型分子正是各種新藥、藥物中間體、 新型有機(jī)材料的良好的備選物【6 , 7 1 。 1 1 多取代芳基化合物的重要用途 1 1 1 液晶分子( l i q u i dc r y s t a l ) 液晶顯示器( l c d ) 由于其出色的性能( 低能耗、低輻射、低空間占用率) 正逐步 取代傳統(tǒng)的陰極射線管顯示器( c r t ) 融入我們的生活，而液晶顯示器最重要的材料 之一，液晶材料正是多取代苯、連苯及其化合物的衍生物。研究多取代苯類化合 物的有助于人們找到性能更好的液晶材料。 c 扎彰儺c 扎c 。坼咿n 矗洲。 圖1 - 1 已商品化的液晶 1 1 2 有機(jī)電致發(fā)光材料( o r g a n i cl i g h te m i t t i n gd i o d e ) o l e d 具有超輕薄、低成本、低功耗、寬視角、全固化、自發(fā)光、驅(qū)動(dòng)電壓低 ( 3 1 2 v ) 及可實(shí)現(xiàn)柔軟顯示等諸多突出的性能，o l e d 將成為很有前途的繼l c d 以 后的新一代平板顯示技術(shù)。越來越多的科研工作者投入到o l e d 材料的研究上。共 軛多取代芳基是典型的o l e d 材料的結(jié)構(gòu)。因此，多取代的聯(lián)苯、稠環(huán)化合物的研 究對(duì)發(fā)現(xiàn)新型o l e d 材料有十分重要的意義。 圖1 2o l e d 1 1 3 藥物及藥物中間體 藥物及藥物中間體對(duì)人民生活水平以及醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展有著不可替代的 重要作用。從最簡單的阿司匹林( 舳p i 血) 到較復(fù)雜的抗h 藥物中間體f 8 】彳艮大一部 分都是取代芳基化合物及其衍生物。多取代苯及其衍生物為尋找和開拓新的藥物 中間體和藥物提供了廣闊的空間。 a s p i r i n 圖1 3 r 4 r 1 2 3 4 - h m ee t p h a n t i - h i vv i r u s 此外，許多天然產(chǎn)物都有多取代芳香化合物的結(jié)構(gòu)片斷，如苯丙素類化合物、 生物堿、氨基酸等，它們對(duì)人類、動(dòng)植物的生存以及生命科學(xué)的研究有著非常重 要的意義。研究多取代芳香族化合物對(duì)于人們合成和修飾天然產(chǎn)物起到了積極的 引導(dǎo)作用，并為天然產(chǎn)物的全合成開創(chuàng)了新的方法。 因此，很多科學(xué)家和研究所對(duì)多取代芳基化合物的合成進(jìn)行了廣泛的研究， 并取得了重要的成果。 2 9 蛩。 丫囝 、 o h 異落葉松脂素 嗎啡 酪氨酸 圖1 - 4 1 2 多取代苯的直接合成 1 2 1 親電取代合成多取代苯 1 2 1 1 傅一克( f r i e d e l c r a f t s ) 反應(yīng) 簡單的多取代苯可由苯及其同系物發(fā)生傅一克( f r i e d e l c r a f t s ) 反應(yīng)來制備。 9 h 墜囟+ h r 2r 一u 一q 之中i - 1 2 + a 蚓i c l 3 hh 2 r i r 1 r + a 一砍r 2 汕州。+ 鼉 由傅克( f r i e d e l c r a f t s 、反應(yīng)可以得到烷基苯【9 】和?；健? 0 l ，通過對(duì)它們的進(jìn)一 步改造可生成很多不同類的化合物。但是傅克反應(yīng)有很多缺點(diǎn)：其一是進(jìn)行傅 克反應(yīng)時(shí)苯環(huán)上不能帶有吸電子基團(tuán)，否則反應(yīng)不會(huì)發(fā)生。其二是傅克反應(yīng)的選 擇性不高，如烷基苯發(fā)生反應(yīng)時(shí)，可能在其臨、對(duì)位都發(fā)生反應(yīng)，生成混合物， 給下一步分離帶來困難。另外，在進(jìn)行烷基化反應(yīng)時(shí)，可能發(fā)生重排、多次取代 等副反應(yīng)。為了克服傅克反應(yīng)中的種種弊端，許多研究小組開展了多取代芳基化 合物合成的研究，發(fā)現(xiàn)了各種多取代芳基化合物的合成方法。 1 2 1 2 由親電試劑進(jìn)攻芳環(huán)的親電取代反應(yīng) 通過硝化【“】、磺化反應(yīng)可以得到多取代的芳基化合物。 3 冬9洲 q h 3 囟昔剛 圖1 7 雖然通過硝化、磺化等反應(yīng)能得到取代的芳基化合物，但此法的普適性差， 不適宜合成多種不同官能團(tuán)尤其是有還原性官能團(tuán)的取代產(chǎn)物。 1 2 2 苯環(huán)的親核反應(yīng) 1 2 2 1 金屬參與的苯環(huán)親核反應(yīng)【1 2 】 已被取代的苯環(huán)在強(qiáng)堿烷基鋰的作用下，形成強(qiáng)親核性金屬試劑，形成的親 核試劑與親電試劑發(fā)生反應(yīng)，形成比原來多一個(gè)取代基的苯環(huán)。 9 r 監(jiān)q 二上q ： 圖1 - 8 1 2 2 2 苯環(huán)上的親核取代反應(yīng)1 1 3 】 連接有多個(gè)吸電子基團(tuán)的苯環(huán)在弱堿的作用下與親電試劑發(fā)生芳環(huán)上的s n 2 反應(yīng)，生成另一類型的取代苯環(huán)。 n 0 2 e n 0 2 剛心詈 圖1 9 c i 以上反應(yīng)均為對(duì)苯環(huán)的直接修飾，即在原來的苯環(huán)上添加或改變官能團(tuán)，這 些方法雖然能得到多取代苯，但由于受到官能團(tuán)的性質(zhì)和位阻的影響，因此可形 成的官能團(tuán)數(shù)量有限，所以這類方法的應(yīng)用受到了限制。為了克服這些反應(yīng)的缺 點(diǎn)，逐漸發(fā)展了直接合成含有多取代基苯環(huán)的方法。 4 足y 鼢 一 舀 節(jié)峨 1 3 金屬有機(jī)化合物參與的合成多取代芳基化合物 1 9 6 4 年，e o f i s c h e r 報(bào)道了穩(wěn)定的羰基配位的金屬卡賓( c 0 ) n m = c ( o r ) r ， 在過去三十年中，這種金屬卡賓為碳碳鍵的建立提供了一種新穎的方法。這些化 合物既可以以金屬原子為反應(yīng)位點(diǎn)發(fā)生反應(yīng)，也可以以配體為中心發(fā)生反應(yīng)。 m 戈m 芝p h - m 印 - - p h k e 八o 。 斤e ( c o ) 4 p h 少o m e 圖1 1 0 典型的金屬卡賓 圖1 1 1 量! ! 曼嬰2 - c r ( c o k d o t z s 1 4 教授研究小組發(fā)現(xiàn)，五羰基鉻卡賓與炔烴類化合物發(fā)生反應(yīng)，經(jīng)過一 系列的反應(yīng)可以得到多取代芳基化合物。首先，一分子配位基團(tuán)c 0 離去( i ) ，中 心金屬原子鉻與乙炔類衍生物進(jìn)行加成生成加成產(chǎn)物( i i ) ，通過后續(xù)反應(yīng)得至o ( i i i ) ， 在濃鹽酸中回流得到目標(biāo)產(chǎn)物。通過更換不同類型的金屬卡賓，最終可得到不同 類型的多取代芳香族化合物。 另外，美國密歇根州大學(xué)的w i l l i a md w u l f f 1 5 】發(fā)現(xiàn)了一類非常獨(dú)特的f i s c h e r 卡賓化合物與炔烴衍生物的加成反應(yīng)。在形成酚類產(chǎn)物的同時(shí)，連接不同取代基 限- 、r 2 ) 的碳碳鍵會(huì)發(fā)生斷裂，得到兩種不同類的取代苯。其機(jī)理是產(chǎn)生了不同的 5 雌洲魄雌 一罌e 卜 9 ， 環(huán)狀過渡態(tài)中間體。 0 m e c o ) 5 c r 2 氣商 r 1r 2 r s 三 r l 搟r 2 三。：玲r l ： 圖1 1 2 o m e 0 m o 日本的t a m o t s ut a k a h a s h i 等【1 6 】研究了五元環(huán)金屬有機(jī)試劑為配體參與的“二 碳原子部分”與“三碳原子部分”以及“三碳原子部分”與“三碳原子部分”偶 聯(lián)合成多取代苯的方法。另外，t a m o t s ut a k a h a s h i 等還報(bào)道了五元環(huán)鋯配體中o , 1 3 碳碳雙鍵經(jīng)過進(jìn)一步的轉(zhuǎn)移、反應(yīng)，可以得到1 ，2 ，3 ，5 一多取代苯。 雯二羆二 c pl i g a n d 圖1 1 3 f 、p 。 一1 8 串： 圖1 1 4 日 + 日 b e n z e n e d e n v a w e p y n d i n e d e n v a t i v e 此外，瑞士w i l l i a md w u i 一1 7 1 等發(fā)現(xiàn)苯并金屬卡賓在反應(yīng)生成芳環(huán)時(shí)的軸向 6 d 鏟 墩晦焱咚 c 奉 _ n t至| m舞 豇 戡 卜縣臥 ， 一塔卜 毋 到平面的手性轉(zhuǎn)移。 ：地mr o c r ( c o 帆) 3 一m 掰：鼢r o pra1-penlynem e o o h ： ( 蘭，i 面一m 且易廣帆+ ： 畦( = 1 4 光化學(xué)法合成多取代芳基化合物 r i c kld a n h e i s e r l l 8 ，1 9 】研究小組發(fā)現(xiàn)，用光照射乙炔衍生物和芳基重氮酮或乙 烯基重氮酮的二氯甲烷溶液，可以得到一系列高度多取代的芳基和雜芳基化合物。 其機(jī)理是，通過光化學(xué)的作用，重氮芳基酮或重氮烯酮發(fā)生w o l f f 重排，最終形成 多取代芳基化合物。 i 1 + x 曰 n 2 人i f r 3 j 2 | l r 。 i i 光化學(xué)作用 w o l f f 重排 o r 2 咎r 。 r 正 只 x 心 輯f 互變異構(gòu)l l r 1 鬯r x 舷鄉(xiāng) 丫氏口 r 3 圖1 1 6 7 r 4 r 3 r 4 r 3 率 1 5 環(huán)加成反應(yīng) 1 5 1 r 3 + 3 1 3 不力1 成反應(yīng) 德國p e t e rl a n g e ra n dg o p a lb o s e l 2 0 】研究小組在2 0 0 3 年報(bào)導(dǎo)了1 , 3 2 ( 三甲基硅 氧基) ，1 一甲氧基丁烷及其衍生物與1 , 1 二乙酰基環(huán)戊烷、1 ，1 二乙?；h(huán)丙烷進(jìn)行 的 3 + 3 1 環(huán)加成反應(yīng)來制備多取代芳基化合物的方法，該反應(yīng)為低溫下四氯化鈦催 化的環(huán)加成反應(yīng)。 m ”譽(yù)l 噬o 一咚 美國佛羅里達(dá)大學(xué)的a l a nr k a t r i t z k y 2 1 1 等發(fā)現(xiàn)，硫醚保護(hù)的二酮類化合物與 格利雅試劑加成后在路易斯酸三氟化硼乙醚的催化下進(jìn)行 3 + 3 1 n = ! j i l 成反應(yīng)可以 得到多取代苯的反應(yīng)。 r 、歸 r 人洲e 型9 l 圖1 1 8 b 艮墜o c o h e r e f l u x 1 5 2 4 + 2 環(huán)加成反應(yīng) 目本y o s h i n o r iy a m 鋤o t o 【2 2 , 7 3 , 2 4 l 研究小組發(fā)現(xiàn)，在a u x 3 ( x = c l ，b r ) 、c u ( o t t ) 2 的催化作用下，1 - ?；揭胰布捌溲苌锟梢院腿矡N類化合物在1 , 2 二氯乙烷中發(fā) 生環(huán)加成生成取代的芳基化合物。 8 苧蝗b c h 2 c i c h 2 c l 8 0 y b l d ：5 2 1 0 0 r 1 + a b a ：b f o r m l ：9 9 t o9 9 ：1 + i i c u ( o t f ) 2 面 p h h 2 0 p h 5 0 圖1 1 9 ，q ， y b i d ：5 0 r 2 r 印度的h i r i y a k k a n a v a ri l a ! 矧等發(fā)現(xiàn)一種通過不飽和甲硫基羰基化合物與一系 列環(huán)狀或非環(huán)狀的活性亞甲基化合物在堿的催化下發(fā)生【4 + 2 】環(huán)加成反應(yīng)生成臣酚 的反應(yīng)。 圖1 2 0 h 1 5 3 【5 + 1 】環(huán)加成反應(yīng) 東北師范大學(xué)的董德文【2 6 l 等經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)硫醚保護(hù)的不飽和酮類化合物 ( r a l k e n o y lk e t e n e 一( s ，s ) - a c e t a l s ) 與硝基烷烴在堿性條件下發(fā)生加成反應(yīng)，形成多 取代苯酚類化合物。 9 。一 印 霄 a 艮+ r a r ，s s r l 毗型吐 r 2 s i g m a ( i ) 】 ri n d i c e s 伽d a t a ) e x t i n c t i o nc o e f f i c i e n t l a r g e s td i f f p e a ka n dh o l e c t s h l v n 3 0 2 2 6 7 2 8 2 9 6 ( 2 ) k 0 7 1 0 7 3a t r i c l i n i c , p - 1 a = 8 6 0 7 0 ) aa l p h a = 6 9 0 6 7 ( 5 ) d e g b = 8 6 1 6 0 ) ab e t a = 7 2 2 7 9 ( 6 ) d u g c = 1 0 5 4 0 ( 3 ) ag a m m a = 7 8 5 0 7 ( 6 ) d e g 6 9 1 8 0 ) a 3 2 ，1 2 8 3m g m 3 0 0 8 8r a m 1 2 8 0 o 2 8 x 0 2 0 x 0 。0 7 m m 2 1 4t o2 5 1 0d e g 1 0 h 8 ，一1 0 一 2 s i g m a ( 1 ) 】r 1 = 0 0 4 1 6 ，w r 2 = o 1 0 3 1 r i n d i c e s ( a nd a t a )r 1 = 0 0 7 3 4 w r 2 = 0 1 1 5 4 e x t i n c t i o nc o e f f i c i e n t 0 0 0 0 6 4 ( 1 7 ) l a r g e s td i f f p e a ka n dh o l e 0 2 1 2a n d 旬1 8 4e a 。3 圖3 - 3 化合物4 的分子結(jié)構(gòu)圖 圖3 4 化合物3 中的c - _ _ h 作用 3 3 3 化合物4 k 的晶體結(jié)構(gòu)c 2 2 h 1 7 n 3 0 3 如圖3 5 所示，該分子與前兩個(gè)分子具有相似的結(jié)構(gòu)，主要由氰基、氨基、硝 基、甲氧基等官能團(tuán)組成，分子骨架由一個(gè)四氫萘環(huán)、取代的苯環(huán)和一個(gè)孤立的 苯環(huán)構(gòu)成，其中四氫萘環(huán)與取代的苯環(huán)共用兩個(gè)碳原子。由于氨基、硝基等基團(tuán) 占據(jù)了較大的空間，所以孤立的苯環(huán)與取代的苯環(huán)不共面，它們之間的扭角為6 5 7 9 ( 0 1 1 ) 。和前兩個(gè)分子一樣，通過一對(duì)n h 一n ( 2 - x ，1 一y , 1 - z ) 相互作用把兩個(gè)分子連 接成二聚體。 表3 - 3 化合物4 k 的晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)和測定參數(shù) e m p i r i c a lf o r m u l a f o r m u l aw e i g h t t e m p e r a t u r e w a v e l e n g t h c r y s t a ls y s t e m , s p a c eg r o u p u n i tc e l ld i m e n s i o v o l u m e z ，c a l c u l a t e dd e n s i t y a b s o r p t i o nc o e f f i c i e n t f ( 0 0 0 ) c r y s t a ls i z e t h e t ar a n g ef o rd a t ac o l l e c t i o n l i m i t i n gi n d i c e s r e f l e c t i o n sc o l l e c t e d u n i q u e c o m p l e t e n e s st ot h e t a = 2 5 1 0 a b s o r p t i o nc o r r e c t i o n m a x a n dm i n t r a n s m i s s i o n r e i i n e m e mm e t h o d d a t a r e s t r a i n t s p a r a m e t e r s g 0 0 血e 0 甜i io nf 2 f i n a lri n d i c e s 【i 2 s i g m a ( 1 ) ri n d i c e s ( a ud a t a l e x t i n c t i o nc o e f f i c i e n t l a r g e s td i f f p e a ka n dh o l e c 2 2 h 1 7 n 3 0 3 3 7 1 3 9 2 9 6 ( 2 ) k 0 7 1 0 7 3a t r i c l i n i c , p - 1 a = 8 4 8 0 3 ( 6 ) aa l p h a = 9 4 6 8 4 ( 2 ) d e g b = 1 0 1 4 9 5 ab e t a = 9 5 9 5 3 0 ( 1 0 ) d e g c ；5 5 7 9 7 0 試g a m m a = 1 0 2 2 9 2 0 ( 1 0 ) d e g 1 8 1 5 3 ( 2 ) a 3 4 1 3 5 9 m g m 3 0 0 9 3n l l n 。1 7 7 6 0 3 2 0 2 8 0 1 4m l n 1 8 9 t o2 5 1 0d e g - 1 0 h 9 1 2 k 1 0 ，- 1 8 l 2 5 9 3 9 9 6 3 6 7 【r ( i n t ) = 0 0 3 0 1 】 9 8 7 n o n e 0 9 8 6 7a n d0 9 7 1 1 f u l l - m a t r i xl e a s t - s q u a x e so nf 2 6 3 6 7 o 5 2 4 0 9 6 3 r 1 = 0 0 4 7 8 ，w r 2 = 0 1 0 3 0 r l = 0 1 3 0 8 ，w r 2 = 0 1 2 5 4 o 0 0 4 0 ( 7 ) o 1 7 0a n d - 0 1 8 8e a 。 分子間存同時(shí)在c l _ h 珂l x ，一y 1 - z ) 作用，( 廠- h c 甙h 1 4 與苯環(huán)中心) 的距 離為2 7 8a 。如圖3 - 6 所示，通過c l - h 作用與n 一h n 氫鍵作用，把分子連 接成一個(gè)分子鏈。 圖3 - 5 圖3 - 6 由于分子內(nèi)二氫萘環(huán)上的兩個(gè)亞甲基發(fā)生位置的變化，所以在此晶體內(nèi)存在 另一構(gòu)象。在此構(gòu)象中，如圖3 7 所示，在此分子晶體中還存在一條氫鍵n h o ( - l + x ，一l + g z ) ，通過分子問氫鍵的相互作用，使分子在一維方向上形成了分予鏈。 圖3 7 通過對(duì)我們合成的一系列多取代苯的晶體結(jié)構(gòu)的研究，證實(shí)了我們合成的是 一類新型的多取代苯類化合物，同時(shí)也確定了它們的空間構(gòu)型，并了解了這些晶 體在空間的排布狀態(tài)。 第四章結(jié)論 多取代苯類及其衍生物是一類非常重要的化合物，在化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域，合 成新型的多取代苯類化合物對(duì)開發(fā)新的藥物、試劑等開創(chuàng)了新的方向。本文通過 全新的方法合成了多官能團(tuán)的取代苯，培養(yǎng)了3 種多取代苯類化合物的單晶，并 對(duì)它們的晶體結(jié)構(gòu)及其分子間的作用力進(jìn)行了研究。 4 1 基本結(jié)論 4 1 1 以n ，a 一二氰基烯烴與a ，良不飽和硝基化合物反應(yīng)形成的底物進(jìn)行了合成多取 代苯的研究，優(yōu)化了反應(yīng)條件，對(duì)反應(yīng)所需的溶劑、堿、溫度等條件進(jìn)行了篩選， 得到一種新型多取代苯類化合物，并建立了種合成新型多取代苯的方法。 4 1 2 進(jìn)行了一鍋法合成多取代苯的方法研究，通過此方法可以方便、高效( 7 4 1 的得到多官能團(tuán)的多取代苯及其衍生物。實(shí)現(xiàn)了從醛、酮出發(fā)，合成多取代苯環(huán) 的新方法。 4 1 3 對(duì)合成的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測定，并對(duì)它們的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。在這三個(gè) 晶體中，都存在n - h 一n 氫鍵，并通過分子問的兩條n h n 氫鍵把兩個(gè)分子連 接成二聚體。晶體4 b 存在n - h 0 氫鍵，通過兩條氫鍵相互作用把分子連接成一 維的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。晶體4 m 中存在c h n 作用，并且通過d h n 作用把分子連 接成一個(gè)柱狀螺旋結(jié)構(gòu)。通過氫鍵和c - h 作用把分子組裝成三維的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 晶體4 k 中存在c l - h 0 氫鍵，通過c h 0 氫鍵作用把分子連成一維鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。 4 2 本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn) 4 2 1 對(duì)a , a - 二氰基烯烴與a ，置不飽和硝基化合物進(jìn)行加成反應(yīng)的條件進(jìn)行了優(yōu)化， 并以很高的產(chǎn)率( 9 7 ) 得到了目標(biāo)加成的產(chǎn)物。 4 2 2 提供了一種合成新型多取代苯的方法，該方法經(jīng)濟(jì)、高效、無毒、反應(yīng)條件 溫和，可以得到高度取代的多官能團(tuán)的苯環(huán)。 4 3 3 用x 一射線對(duì)合成的多取代苯的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測定，并對(duì)它們的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了 分析。這些晶體中都存在氫鍵，并通過成對(duì)的氫鍵相互作用使兩個(gè)分子形成二聚 體，對(duì)晶體的組成穩(wěn)定起了很重要的作用。 4 3 有待干進(jìn)一步研究的問題 4 3 1 繼續(xù)對(duì)反應(yīng)進(jìn)行研究，進(jìn)一步提高合成多取代苯類化合物的產(chǎn)率。 4 3 2 對(duì)合成的多取代苯進(jìn)行進(jìn)一步的衍生化反應(yīng)，可以得到更多新型的分子，對(duì) 尋找新型的藥物前體、液晶材料提供物質(zhì)基礎(chǔ)。 4 3 2 進(jìn)一步對(duì)合成的多取代苯進(jìn)行液晶性能的研究。 4 1 參考文獻(xiàn) 【1 】a s t r n c , d ，e d m o d e r na r e n ec h e m i s t r y m w i l e y v c h ：w e i n h e i m ，g e r m a n y , 2 0 0 2 【2 】g u o p i n gm a o ，j i a n g u ow a n g ，s c o t tr c l i n g m a n ，a n dc h r i s t o p h e r o b e r m o l e c u l a rd e s i g n ，s y n t h e s i s ，a n dc h a r a c t e r i z a t i o no fl i q u i dc r y s t a l - c o i ld i b l o c k c o p o l y m e r s w i t ha z o b e n z e n es i d e g r o u p s j m a c r o m o l e c u l e s ，1 9 9 7 ，3 0 ： 2 5 5 6 2 5 6 7 【3 】d c t l c fp a u l u t h ，k a z u a k it a r u m i a d v a n c e dl i q u i dc r y s t a l sf o rt e l e v i s i o n j ，j o u r n a l o fm a t e r i a l sc h e m i s t r y ，2 0 0 4 ，1 4 ：1 2 1 9 1 2 2 7 【4 】o l i v i e rl a v a s t r e ，i l y al l l i t c h e v ，g w e n a e l l ej e g o u ，a n d p i e r r eh d i x n e u l d i s c o v e r yo fn e wf l u o r e s c e n tm a t e r i a l sf r o mf a s ts y n t h e s i sa n ds c r e e n i n go f c o n j u g a t e dp o l y m e r s j j a m c h e m s o c ，2 0 0 2 ，1 2 4 ：5 2 7 8 5 2 7 9 1 5 1x q l i n ，b j c h e n ，x h z h a n g , c s l e e ，h lk w o n g , a n ds t l e e a n o v e ly e l l o wf l u o r e s c e n td o p a n tf o rh i g h p e r f o r m a n c eo r g a n i ce l e c t r o l u m i n e s c e n td e v i c e s j c h e m m a t e r ，2 0 0 1 ，1 3 ：4 5 6 - 4 5 8 【6 】c l e oj c c o n n o l l y , j a m e sm h a m b y ，a n da n n e t t em d o h e r t y d i s c o v e r ya n d s t r u c t u r e a c t i v i t ys t u d i e so fan o v e ls e r i e so fp y r i d o 【2 , 3 一d 】p y r i m i d i n et y r o s i n e k i n a s ei n h i b i t o r s j b i o o r g a n i c m e d i c i n a lc h e m i s t r yl e t t e r s ，1 9 9 7 ，7 ( 1 8 ) ： 2 4 1 5 2 4 2 0 7 1 x u e c h u nz h a n g , c h r i s t o p h em a r c h a n d ，a l l i s o na j o h t l s o l l , r a j e s h r ig k a r k i ， p a t h a k ，y v e sp o m m i e ra n dt e r r e n c er b u r k e ，j r a z i d o c o n t a i n i n ga r y i1 - d i k e t o a c i dh i v 一1i n t e g r a s ei n h i b i t o r s j b i o o r g a n i c & m e d i c i n a lc h e m i s t r yl e t t e r s ， 2 0 0 3 ，1 3 ：1 2 1 5 - 1 2 1 9 【8 】b r a c eas t e i n b a u g h ，h a r r i e tw h a m i l t o n ，j v n v a r ap r a s a d ，k i m b e r l ys p a r a , p e t e rj t u m m i n o ，d o n n af e r g u s o n ，e l i z a b e t h 八l u n n e y ，a n dc j o h n b l a n k l e y at o p l i s s t r e e a n a l y s i s o ft h eh i v p r o t e a s ei n h i b i t o r y a c t i v i t yo f 6 - p h e n y l 一4 一h y d r o x y p y r a n 2 - o n e s j b i o o r g a n i c & m e d i c i n a lc h e m i s t r yl e t t e r s 1 9 9 6 ，6 ( 1 ：1 0 9 9 1 1 0 4 【9 1 s m i t hm b ，o r g a n i cs y n t h e s i s m n e wy o r k ：m c g r a w - h i l l ，l n c ，1 9 9 4 ： 1 3 1 3 1 3 1 7 【1 0 】f u r n i s sbs ，h a n n a f o r daj ，s m i t hpwg ，t a t c h e l lar v o g e l st e x t b o o ko f p r a c t i c a lo r g a n i cc h e m i s t r y m 5 t he d e n g l a n d ：a d d s i o nw e s l e yl o n g m a n l i m i t e d ，1 9 8 9 ：1 0 0 6 - 1 0 1 9 【1 1 】0 l a hga m a l h o t r ar ，n a r a n gsc n i t r a t i o n m w e i n h e i m ：v c h ，1 9 8 9 【1 2 】v i c t o rs n i e c k u s ，d i r e c t e do r t h om e t a l a t i o n t e r t i a r ya m i d ea n d & c a r b a m a t e d i r e c t o r si ns y n t h e t i cs t r a t e g i e sf o rp o l y s u b s t i t u t e da r o m a t i c s j ，c h e m r e v ， 1 9 9 0 ，9 0 ：8 7 9 - 9 3 3 【1 3 】e r w i nb u n c e l ，l a ju l i a nm d u s t , v l ba n df r a n g o i st e r r i e r ，r a t i o n a l i z i n gt h e r e g i o s