（有機化學專業(yè)論文）含水介質(zhì)中一鍋法合成取代的吡咯啉類化合物.pdf

摘要 吡咯啉類化合物生物合成和有機合成中是一類非常重要的中間體。信息素、 生物堿、類固醇、亞鐵血紅素、葉綠素等物質(zhì)中都含有該結(jié)構(gòu)單元。并且該類化 合物有著非常強的生物活性和藥物活性，因此探究合成該類化合物的方法是非常 有意義的。 本文從查爾酮與硝基烷烴出發(fā)： 1 、含水介質(zhì)中硝基烷烴與查爾酮的邁克爾加成 初步研究了含水介質(zhì)中二者的邁克爾加成，室溫下高產(chǎn)率的得到了單加成產(chǎn) 物。 。飛貝。+ r ，嗎n 0 2塑：幽，r 。丫峨曰 r 一一爭如 2 、加成物的還原及相應(yīng)的分子內(nèi)成環(huán)反應(yīng)條件 r 3 y “0 2 0 r 如 z n m a ( a q ) d m f h ，0 r 3 、含水介質(zhì)中一鍋法制備取代的吡咯啉類化合物 口。，、t t n i ) n a o h ( a q ) ，l t r 3 r 令八如一剛0 2 高等 從查爾酮與硝基烷烴出發(fā)，在含水介質(zhì)里通過一鍋反應(yīng)，高產(chǎn)率的合成 出取代的吡咯啉類化合物。 本文所用的合成方法步驟少，方法簡單，既可以提高產(chǎn)率又可以降低對環(huán)境 的污染。 關(guān)鍵詞：查爾酮；環(huán)合；邁克爾加成；還原：吡咯啉 a b s t r a c t 1 一p y r r o l i n eu n i ti sf o u n di nn u m e r o u sn a t u r a lp m d u c t sa l o n gw i t hi m p o n a n t b i o a n dp h 蜘a c o l o 畫c a la c t i v i t i e s ，f o re x 鋤p l ep h e r o m o n e s ，a l k a l o i d s ，s t e r o i d s ， h e m e s ，a n dc h l o r o p h y l l s a l s o ，t h ea 1 p y r r o l i n eu n j t i sa ni m p o n a n ts y n t h e t i c b u 丑d i n gb i o c kj nai a r g ev a r i e t yo ff h n c t i o n a l j z e da z a - h e c c c y d e sf o r 出e j fp r 0 一d d 耐 c e n t e r 醛p a no fac y c l i ci m i n e ，w h i c hi sa m e n d a b l e t of u n h e rt r a n s f b n n a t i o n s af a c i l ea i l de m d e n to n e p o ts y l l t h e s i so fs u b s t i t u t e da 1 - p y r r o l i e si na q u c o u s m e d i ah a sb e e n d c v c l o p e d w i t l l t h et r e a t n l e n to f a q u e o u s n a o hi i l m - d i m e t i l y l f o r 1 鋤i d ep m f ) ，a 瑚g eo fc h a l c o n e sl r e a c t e dw i mn i t r o a l k a n e s2 v i am i c h a e la d d i t i o nr e a c t i o n sa tm 衄t e m p e r a t u r e w i t h o u ts 印a m t i o no ft h er e a c t i o n m i x t i l r c ， 也e r e s u l t i n g a d d u c t sw e r cr e d u di ns i t uw i t hz n h c l ( a q ) a n d s u b s e q u e n yu n d e n e n ta ni t r 鋤o l e c u l a rc y d i z a d o na f j 硎i n gt h ec o r r e s p o n d i n g s u b s t i t u t e da 1 一p y r m l i n c s4i h i g hy i d d s k e y w o r d s ： c h a l c o n e ，c y d i z a t i o n ， m i c h a e la d d i t i o n r e a c t i o n ，h y d m g e n a t i o n ， p y o l i n e s + r 3 c h ：n 0 21 1 1 1 墨竺! 二! ： r 3 i i ) z n m a ( a q ) ，8 0o c 2 儀器與試劑 一、儀器 v a r i a n a s 一5 0 0 瑚z 核磁共振儀( 內(nèi)標t m s ，溶劑c d c l 。和瑰一d m s o ) a i p 姒c e n t u a r tf t i r 型紅外光譜( 采用l ( b r 壓片法) 電光分析天平旋片式真空泵三用紫外線分析儀 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀7 9 一l 型磁力加熱攪拌器高效薄層板 柱層析分離柱熔點采用微量法測定，溫度計未經(jīng)校正 二、試劑 硝基甲烷 硝基乙烷 苯甲醛 對氯苯甲醛 對甲基苯甲醛 對甲氧基苯甲醛 對氯苯乙酮 二甲基甲酰胺 四氫呋喃( 干燥) 二氯甲烷( 干燥) 無水乙醇 乙酸乙酯 丙酮 石油醚 鹽酸 鋅粉 氫氧化鈉 碳酸氫鈉 硅膠g ( 2 5 0 目) 北京化工廠( a r ) 北京化工廠( a r ) 沈陽試劑一廠( a r ) 北京化工廠( a r ) 北京化工廠進口分裝( a r ) 北京化工廠進口分裝( a r ) 北京化工廠( a r ) 天津天泰精細化學品有限公司( a r ) 天津天泰精細化學品有限公司( a r ) 天津化學試劑有限公司( a r ) 北京化工廠( a r ) 天津天泰精細化學品有限公司( a r ) 天津天泰精細化學品有限公司( a r ) 天津天泰精細化學品有限公司( a r ) 北京化工廠( a r ) 北京化工廠 北京化工廠( a r ) 沈陽市新西試劑廠( a r ) 青島海洋化工廠( a r ) 獨創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究 工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標注和致謝 的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也 不包含為獲得東北師范大學或其他教育機構(gòu)的學位或證書麗使用 過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論 文中作了明確的齙明并表示謝意。 學位論文作者簽名：羔f 盤掏日期：2 砬! 絲 學位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學位論文作者完全了解東北師范大學有關(guān)保留、使用學位論 文的規(guī)定，即：東北師范大學有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送 交學位論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)東 北師范大學可以將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、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編學位論文。 ( 保密的學位論文在解密后適用本授權(quán)書) 學位論文作者簽名：蝴指導(dǎo)教師簽名：一三魄 日 期：如盆：。至紗日期：趔，墨哆 學位論文作者畢業(yè)后去向： 工作單位： 通訊地址： 電話： 郵編： 前言 含硝基有機化合物是一類重要的含氮有機物，硝基官能團可籍多種反應(yīng)進行轉(zhuǎn)變從 而制備出不同種類的化合物，因而在有機合成中有著廣泛的應(yīng)用“。在合成c c 鍵時， 碳負離子作為親核試劑與缺電子的烯烴進行共軛加成就是一類非常重要的合成方法。1 這個反應(yīng)過程通常被認為是邁克爾加成。最早用于此反應(yīng)的碳負離子是從丙二酸和b 一 二羰基衍生物出發(fā)制備的。 能夠形成碳負離子的化合物很多，這其中包括各種烯醇化合物體系和有機金屬試劑 等。硝基烷烴在適當條件下就可以生成穩(wěn)定的碳負離子，這是因為硝基較強的拉電子效 應(yīng)使得硝基烷烴中的n h 的酸性增加“，從而有利于穩(wěn)定碳負離子的形成。在一般的 合成中，硝基烷烴1 在堿的作用下可以形成陰離子2 ，2 進一步可以和鹵代烷嘲、醛o ”以 及邁克爾體系反應(yīng)形成c c 單鍵。 n 。2 r “r 1 。b ，怎r 鐐， r 、4 e w g 一、硝基有機化合物的共軛加成 硝基有機化合物尤其是硝基烷烴與q ，p 不飽和羰基化合物發(fā)生邁克爾加成時，區(qū) 域選擇性是其一個重要特征。如果邁克爾授體是a ，b 不飽和酮或者是丙烯醛時，硝基 烷烴可以與之發(fā)生專一的l ，4 加成“。但有時也有例外：3 一取代的n ，e 不飽和醛與2 一 硝基丙烷加成時主要得到1 ，2 加成產(chǎn)物“”。 竺竺塑坦登些墜塑 戢屯錐i s c h e m e 2 而當硝基烷烴與缺電子的烯烴進行加成時，往往會得到多加成產(chǎn)物。 。礦一熹。段。蠡 s c h e m e3 實驗結(jié)果表明反應(yīng)產(chǎn)物中單加成與雙加成產(chǎn)物的比例受溶劑以及堿的影響較大。例 如硝基醇與苯基乙烯基砜反應(yīng)時可以得到等量的單加成與雙加成的產(chǎn)物，產(chǎn)物比例基本 上不受反應(yīng)物初始濃度的影響。 t a b l e1 m u l t i d l e a d d i t i o n s i n t h e r e a c t i o n o 烈i n d a l k 柚e s w i t l l e l e c t r o n - p o o r a l k e n e s c 啊 re w gb a 峙曲l 制t y 糾d f 讎 r 5 ：l l i 、一黜掩t 酗6 茁h 口q 3 睜：粥 1 9 囅煳惴t h f讎：5 3 ，一又一c o e 瓢l(fā) 2 0 l h g 凇l n 4 3 ：螄 3 足洲 榭眥非1 4 2 9 m t m g 璉：i n 研0 t 塒冪鉀矗b u 剛d ；m e 帕蚓 同時烯烴的親電能力也是控制加成產(chǎn)物比例的一個重要因素。要想獲得高產(chǎn)率的單 加成產(chǎn)物最好是想辦法放緩反應(yīng)的速率，因為這樣可以降低烯烴例如甲基乙烯( m v k ) 的在反應(yīng)中的活性。目前來說可以通過變換溶劑等方法來實現(xiàn)上面的目的。例如以m v k 底物采用一個非質(zhì)子t h f 會得到較高產(chǎn)率的單加成產(chǎn)物( t a b l el ，e n t r y2 ) 。但對丙烯腈 來說使用乙腈做溶劑比四氫呋喃的效果要好( t a b l e1 ，e n t r y3 ) 。 其他的一些質(zhì)子性溶劑例如二甲基亞砜( d m s 0 ) ，甲醇，水都可以促進硝基烷烴與 m v k 在中性條件下進行，而且單加成產(chǎn)物的產(chǎn)率最多可達1 0 0 “”實驗結(jié)果表明，在水中， 不論采用硝基甲烷還是硝基乙烷做底物，都可以高產(chǎn)率的得到單加成產(chǎn)物。 吖2 已 o i _ h _ _ 峨 l - a b 掣_ 硝基有機化臺物與缺電子的烯烴進行共軛加成的時候，如果要使反應(yīng)順利進行，選 擇一種合適的堿是非常必要的。不同的加成體系要選用不同的堿。當采用n 一硝基酮或 者是缺電子的烯烴做底物的時候，一些弱堿例如三苯基膦或是三烷基胺就可以使得加成 反應(yīng)順利進行?！?。此外氟化物“、羥胺“、金屬氫氧化物，醇鈉等“”1 可以催化此類加 成反應(yīng)。 2 中 ， ，凡火融一冰+ w s c h e m e 5 當加成底物為乙烯基亞砜時，若想要反應(yīng)進行就必須使用像d b u 和1 m g 這樣的強堿 腳2 ”。但有時候當一個邁克爾體系與活潑的硝基烷烴加成的時候是不需要催化劑的。 以上所提及的反應(yīng)多是在均相中進行的，除此之外，在混合溶劑甚至無溶劑的情況 下也有一些堿可以很好的催化該加成反應(yīng)，例如：堿性的氧化鋁可以在無溶劑的條件下 催化親核加成反應(yīng)瞳3 1 。 堿性氧化鋁與氟化鉀摻雜在一起同樣可以催化固相加成反應(yīng)。 h #轉(zhuǎn)ol 也+ ：凈 。一。洲惻一懈 s c h e6 離子交換樹脂在對硝基烷烴與a ，b 一不飽和化合物加成的過程中也起著催化作用 瞄】，含氟的硝基烷烴如2 ，2 ，2 三氟硝基甲烷和3 ，3 ，3 三氟2 硝基丙烷可以消除h f 對堿性體系的影響。 近年來，一些新型的堿性催化劑被開發(fā)出來，它們能更有效的催化硝基烷烴與缺 電子烯烴的共軛加成反應(yīng)。如果在反應(yīng)中輔以微波，超頻放射等手段可以促進反應(yīng)的進 行。 綜上所述硝基有機化合物的共軛加成是合成c c 鍵時一類非常有用的方法。因此， 近年來廣大科學工作者對其進行了大量的研究。而其中較為活躍和前沿的課題是關(guān)于硝 基化合物的不對稱邁克爾加成反應(yīng)。 ( 一) 硝基有機化合物的不對稱邁克爾加成反應(yīng) 硝基物的不對稱邁克爾加成反應(yīng)( 以下簡寫為a 凇) 又是此類反應(yīng)中較活躍、較前沿 的課題。近年來人們在此方面進行了大量的探索，不少反應(yīng)已成為合成光學活性物的關(guān) 鍵步驟。 1 、手性催化劑催化的a 姒 這類反應(yīng)手性誘導(dǎo)來自催化劑，所以對反應(yīng)親核試劑及受體適用性廣，且可使用催 化量，無疑具有很大的應(yīng)用前景及較大的挑戰(zhàn)性。早期的這類反應(yīng)采用胺類作堿進行催 化，其中以q u i n i n e 催化的反應(yīng)較多，但對映體過量百分比即p e 值很低，只有1 o 。 實驗發(fā)現(xiàn)：溶劑、反應(yīng)物對反應(yīng)性能及立體選擇性有顯著的影響。盡管人們對q u i n i n e 催化的反應(yīng)進行了不斷的探索，但直至1 9 9 6 年，所得的日日值最高也只有1 6 。 m a s t s u m o t o 等對此類反應(yīng)實施了高壓，結(jié)果發(fā)現(xiàn)反應(yīng)性能和立體選擇性都有了較大的 改善?！?，q u i n i n e 催化的e 瞧也可達5 0 。另一類生物堿c i n c h o n i n e 催化的此類反應(yīng) 3 e 殖卻較好，可達6 0 。8 。2 “。 吖氣殳批羯一：太且肫 吖氣a 批羯唑 供上式阱。 s c h e m e7 b a r b a s 等。用- p r o l i n e 衍生的手性胺催化醛與共軛硝基物加成，b p 值可達7 3 ，證明這類研究無論在催化胺的種類、反應(yīng)的范圍以及反應(yīng)結(jié)果等方面都有較大的進 步。隨后，該研究組?！庇忠?p r 0 1 i n e 衍生的手性胺催化環(huán)戊酮與( 剴一盧硝基苯乙烯 反應(yīng)，e p 值達7 8 。與前述手性胺相比，天然氨基酸 p r 0 1 i n e 的銣鹽是一類新型的手 性堿，y a m a g u c h i ?！庇盟呋祟惙磻?yīng)，獲得較好的立體選擇性。如在下述反應(yīng)中，p p 值最高可達8 4 。 卜“引一x 鳴器。蛩 j 娜鈕n 疵嗍童7 2 牲 驢。驢q 。h o h a n e s s i a n 等3 們以卜p r o l i n e 與2 ，5 二甲基哌嗪配伍作催化劑，成功地催化了下示 反應(yīng)，獲得很高的光學產(chǎn)率，又為- p r o l i n e 催化此類反應(yīng)開辟了一新的模式。 凸+ 刪鬻秣z s c h e m e 9 利用卜p r 0 1 i n e 直接催化此類a m a 可以說是一全新的嘗試。l i s t 等?！庇盟苯哟?化環(huán)己酮與共軛硝基物反應(yīng)，所獲的日e 值并不高，只有2 3 。e n d e r s 等?！睂υ摲磻?yīng)進行 了更為深入的探索：在探討p p r o l i n e 的用量時，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)中實際起催化作用的是溶解 于溶劑d m s 0 中的 p r o l i n e ，為此于體系中加入一定量甲醇或以甲醇為溶劑以增大 4 塵 r 玎 _ 釅 鯽 o a 卜p r o l i n e 的溶解度，可以獲得較高的p p 值，最高達7 6 。此外，作者還提出了反應(yīng)可 能的立體過渡態(tài)。 。爹一警 。 陬 。t 兒。n 趣 r 4 t 缸s 睜一9 7 7 揣 s c h e m el u 利用手性相轉(zhuǎn)移催化劑研究這類反應(yīng)起步較早，但早期研究所得的p p 值較低。例如 以k f 為堿，采用q u i n i n e ，c i n c h o n i n e 和肛巾e t h y l e p h e d r i n e 衍生的手性季銨鹽催化 此類反應(yīng)，p 日值最高也只有2 6 2 ?！?。隨著科研工作者對手性相轉(zhuǎn)移催化劑結(jié)構(gòu)不斷 的調(diào)整和改進，催化劑性能有了明顯的提高。c o r e y 等”1 采用近年來催化性能很好的 c i n c h o n i n e 衍生季胺鹽o ”( q a ) 催化硝基甲烷與4 一氯查爾酮反應(yīng)，獲得了7 0 e e ，所得 產(chǎn)物重結(jié)晶后p 日值變?yōu)? 5 ，再經(jīng)3 步化學轉(zhuǎn)變后制得藥物活性體( 勵- b a c l o f e n 。 k i m 等“”又由c i n c h o n i n e 衍生出一系列結(jié)構(gòu)新穎的季胺鹽，利用它所催化反應(yīng)的p e 值 最高可達7 l ，產(chǎn)物重結(jié)晶后還可達到光學純。另一類型的相轉(zhuǎn)移催化劑手性冠醚催 化的此類反應(yīng)以近年來b a k o 等的工作較為深入，他們由伊g l u c o s e 和伊g a l a c t o s e 衍 生出手性氮雜冠醚( c e ) ，并在氮原子上接入不同系列的側(cè)鏈，對下列反應(yīng)進行了較為詳 盡的研究，催化所得的e e 值最高可達8 8 “”。 盹從h 弩竺，迎。 s c h e m e l l 近年來，手性金屬絡(luò)合物催化的這類不對稱加成也取得了可喜的成果例如雙唱啉 手性配體( b o z l i n e ) 與金屬離子配位后，高立體選擇性地催化了不少反應(yīng)1 ，在該類配體 存在下，m g ( o t f ) ：催化的下面反應(yīng)e p 值最高只有4 3 。j i 等對該反應(yīng)進行更深入 的研究，結(jié)果表明，配體結(jié)構(gòu)中r 對催化性能有著顯著的影響，當r 為叔丁基或環(huán)丙基時效 果較佳。此外，溶劑的影響也不容忽視，特別是n 刪的共存，是至關(guān)重要的。經(jīng)過優(yōu)化， 該反應(yīng)的e p 值可達9 9 。 5 b o 札i n e t 55 m o 啉、o i h 駕粼艱 n m m 拍n m l 一 洲c k t ，e 0 謄t 呈 脯 乏 o o s c h e m e1 2 手性聯(lián)萘酚雙金屬絡(luò)合物是另一種近年來發(fā)展的多功能新型手性催化劑，它不僅成 功地催化了大量硝基物的不對稱h e n r y 反應(yīng)“”，而且在催化硝基物的a m a 方面也獲得了 很好的結(jié)果“8 ，s u n d a r a r a j a n 等首次報道了l i l 絡(luò)合物催化的該類反應(yīng)：用一種 連接于高分子的新型雙金屬絡(luò)合物( l i a l _ p 0 1 y ) 催化此反應(yīng)，p e 值最高達5 1 。 o，n 0 2 礦從雌啦憋景，u 哺”* s c h e m e l 3 手性催化下有機金屬試劑與共軛硝基物a m a 以鋅試劑的反應(yīng)較為常見。s e e b a c h 等 8 ”首次報道了該類反應(yīng)：利用酒石酸衍生物的鈦絡(luò)合物催化有機鋅試劑與共軛硝基物進 行反應(yīng)，e p 值可達7 4 。 孫一吣蝴警，。乏。嚏硪” i l 驥m j l s c h e m e l 4 銅絡(luò)合物催化的上述反應(yīng)也曾有過報道“，此后，s e w a l d 等。3 1 用聯(lián)萘酚與。一苯乙 胺衍生出的手性膦配體( p p a ) 與銅絡(luò)合，催化有機鋅試劑與硝基烯( 鏈狀) 進行a m a ，p 日 值最高為8 6 。f e r i n g a 等吼1 又用該絡(luò)合物催化下示反應(yīng)，采用環(huán)狀硝基烯，p p 值略 有提高。a 1 e x a k i s 等”5 1 采用了7 個新型膦配體( 以下示p 1 ，p 2 ，p 3 為代表) ，對該反 應(yīng)進行了廣泛的研究，e e 值為o 9 4 。 6 囂 r b n i 6 、酶催化還原 酶催化被認為是綠色化學中一個發(fā)展迅速的領(lǐng)域，以廚用酵母( b a c k e r s y e a s t ) 為 催化劑的硝基選擇還原始于8 0 年代，1 9 9 4 年w o o n p h i lb a i k 等對面包酶催化的芳香硝基 物選擇還原為芳胺作了較深入的研究，反應(yīng)是在水甲醇堿性( n a o i i ) 混合溶液中7 0 下進行，與以前報道的研究結(jié)果相比，其特點是面包酶的用量小，反應(yīng)速度快、選擇性 好。 三、五元氮雜環(huán)類化合物的合成 在進行了邁克爾加成后的硝基化合物中，如果化合物中含有羰基或者酯基時，往往 硝基被還原為胺基的時候，經(jīng)常伴隨著環(huán)合反應(yīng)的發(fā)生，從而生成吡咯烷或是吡咯烷酮 類化合物“”1 。 妒o 明半奄 斗。斧i s c h e m e 3 9 在大多數(shù)這類還原環(huán)合反應(yīng)中所使用的還原劑一般為r a n e y 鎳或者是p d c ，一些金 屬( 例如鋅和鐵) 氫化物的混合物有時候也可用來做這類反應(yīng)的還原劑。同時還原體系 的使用在這類反應(yīng)中也是很重要的。如果咀z n i 1 0 0 】卜e t o h 體系來還原y 硝基酮會得到 n 一氧化物與吡咯啉的混合物“。 一一p 墨r s c h e m e 4 0 磁磁 取代的吡咯烷酮在c 阻z r h c l ( s c h w a r t z s 試劑) 存在下可以生成取代的吡咯啉類 取代的吡咯烷酮在c 阻z r h c l ( s c h w a r t z s 試劑) 存在下可以生成取代的吡咯啉類 化合物1 。 1 6 露。紫 酬 一產(chǎn)吼 本趣黔蹬魄一。 t i t of a b r i z i of a v i n o 等人利用了氮被保護狀態(tài)下的脂肪卜氨基一4 ，5 一二酮類化合 物合成了2 一乙酰基一卜吡咯啉和2 一丙?；徊愤量┻?。 o 一n h 2 j 一。茸，h p h 上 啉。 3 門 n 久y r 凸r ：h 或c h 3 s c h e m e 4 2 在光照條件下p e d r oj 。c a m p o s 等利用n - 環(huán)丙基亞胺高產(chǎn)率的合成了多取代的毗咯 一詆：芰 h 粕簟博 s c b e m e 4 3 四、論文題目的選擇 五元含氮雜環(huán)類化合物在生物合成和有機合成中它是一類非常重要的中間體。信息 素、生物堿、類固醇、亞鐵血紅素、葉綠素等物質(zhì)中都含有該結(jié)構(gòu)單元。并且該類化合 物有著非常強的生物活性和藥物活性，因此探究合成該類化合物的方法是非常有意義 的。 在前言中提到的合成五元含氮雜環(huán)類化合物例如吡咯啉類時往往是通過多步反應(yīng) 來實現(xiàn)的，每一步反應(yīng)都有各自的反應(yīng)條件、溶劑、催化劑。當每一步反應(yīng)完成的時候， 溶劑和副產(chǎn)物要從反應(yīng)體系中分離，并且最終產(chǎn)物也要進行分離和提純，這樣必將會影 響目標物的產(chǎn)率，而且整個合成過程也比較繁瑣。另外，在合成中所使用的溶劑多為有 機物，對環(huán)境不可避免的造成了污染。 本課題組在有機相中利用硝基烷烴與q 肉桂?；虼s烯酮類化合物通過 【5 c + 1 c 】法合成了取代的環(huán)己烯酮和苯酚。并且本課題組一直從事水相中有機合成方法 的研究。并且取得了一定的進展。 基于以上合成方法的不足之處以及本課題組已有的工作基礎(chǔ)設(shè)想如下：在含水介質(zhì) 中，利用硝基烷烴與查爾酮衍生物能否一鍋法合成出五元含氮雜環(huán)類化合物。這樣既能 簡化合成該類化合物的方法，同時也能一定程度的降低對環(huán)境的污染。 1 7 一 薹 小 水 辯碡 r 一、原料查爾酮的制備 實驗部分 r 人+ r 人寺r ，從盹 隨后加入氫氧化鈉( 2 8 7 0 衄0 1 ) ，冰浴2 m i n 后加入苯甲醛( 5 6 m l ，5 5 m m 0 1 ) ，常 溫攪拌。逐漸有黃色固體析出，t l c 監(jiān)測直至苯乙酮消失，反應(yīng)時問約2 5 h 。將反應(yīng)物 同樣的方法合成了原料l b 一1 h 。 1 h b l e 2 l r 。r 2 1 ap hp h 1 b p h 4 一c 1 p h 1 c4 一c l p hp h 1 d4 一c l p h4 一c 1 p h 1 e4 一c h 、p hp h 1 f4 一c h ，p h4 一c l p h 1 9 4 一c h 。0 p h p h 1 h 4 一c k o p h 4 一c 1 p h 二、吡咯啉類化合物的制備及表征 l 、含水介質(zhì)中硝基烷烴的邁克爾加成 o r + 碼c h 炮器卜 12 s c h e m e4 5 1 8 3 雙 合成方法以3 a 為例： 將1 a ( 2 0 8 9 ，l om m 0 1 ) 溶于盛有1 0 m ld m f 的圓底燒瓶中，隨后加入硝 基甲烷2 a ( 0 6 7 “，1 1 m m 0 1 ) ，向反應(yīng)液中滴加n a o h 飽和溶液( 1 3 m ) 。常溫攪 拌，逐漸有白色固體析出，t l c 監(jiān)測直至l a 消失，反應(yīng)時間大約5 m i n ，將反應(yīng) 物到入3 0 m l 水中，抽濾，水洗，晾干。產(chǎn)率9 8 。 同樣的方法合成了3 b - 3 i 。 t h b l e 3 123 r 1r 2r 3 1 a2 a3 ap hp hh 1 b2 a 3 b p h4 - c i p h h 1 c2 a3 c4 c 畹p hh l d2 a3 d4 c l p h4 - c 脅h 1 e2 a3 e4 - c h ，p hp hh l f2 a3 f4 - c h ，p h4 c l p hh l g 2 a 3 9 4 一c h 】o p h p h h l h2 a3 h4 - c h ，o p h4 一c 1 p hh l a2 b3 i p h p h c h 2 、含水介質(zhì)中加成產(chǎn)物的還原。 r 3 y “0 2 0 r z 刪c 1 ( a q ) d m f 1 2 0 r r 2 s c h e m e 4 6 合成方法以4 a 為例： 將3 a ( 2 6 9 9 ，1 0 砌0 1 ) 溶于盛有1 0 ld m f 的圓底燒瓶中，加入3 2 5g 鋅 粉( 5 0m m 0 1 ) ，隨后滴加5m 1 濃鹽酸，將反應(yīng)體系加熱到8 0 。c 后攪拌，t l c 監(jiān) 測直至3a 消失，反應(yīng)時間約為9 0 m i n 。將反應(yīng)產(chǎn)物倒入3 0 m l 水中，有白色 固體析出，抽濾后水洗。晾干。產(chǎn)率8 5 。 同樣的方法合成了4 b 一4 9 t h b l e 4 r lr 2鷗 4 ap hp hh 4 b p h4 - c l p h h 4 c 4 c l p h p hh 4 d 4 c h 3 p h 4 - c l p hh 4 e4 c h ，o p hp hh 4 f4 - c h ，o p h4 c l p hh 4 9 p hp h c h 3 1 9 3 、水介質(zhì)中一鍋法制備取代吡咯啉。 i ) n a o h ( a q ) ，r t r 3 - - - - - - - - - - - - - - - - i i ) z n m c l ( a q ) ，8 0o c r 2 s c h 唧e4 7 合成方法以4 a 為例： 將1 a ( 2 0 8 9 ，1 0 皿0 1 ) 溶于盛有1 0 m ld m f 的圓底燒瓶中，加入硝基甲烷2 a ( o 6 7 m 1 ，1 1 m m 0 1 ) ，向反應(yīng)液中滴加n a o h 飽和溶液( 1 3 m ) 。常溫攪拌5 m i i l 后加入3 2 5 g 鋅粉( 5 0 姍0 1 ) ，隨后滴加5 m l 濃鹽酸，將反應(yīng)體系加熱到8 0 0 c 后t l c 監(jiān)測直至l a 消失，反應(yīng)時間約為9 0 m i n 。將反應(yīng)液倒入5 0m l 水中，用碳酸氫鈉調(diào)p h 值至中性后 二氯甲烷萃取，經(jīng)柱層析分離( 洗脫液：石油醚乙醚= 1 0 1 ) ，得到白色固體4 a ，產(chǎn)率 8 5 。 同樣的方法合成了4 b 一4 9 1 a b l e 5 e n t r y s u b s t r a t e sr e a c 廿o n1 鈾ep r o d u c ty i e i d s l r lr 2 2 r 3i )m ll p hp h2 ah1 09 04 8 2 21 b p h 4 - c j p h2 ahl o9 04 b8 0 3l c4 c 帥p h2 ah1 09 04 c8 0 41 d 4 - c h 3 p h 4 - c l p h2 ah1 09 04 d7 9 5 l e 4 c h ，0 p hp h2 ah1 09 04 e7 8 61 f 4 - c h 3 0 p h 4 c l p h 2 a h1 09 04 f7 8 7 1 a p hp h 2 b c h 3 1 5 1 5 0 4 97 2 ( 5 0 ：5 0 ) 2 0 命o 結(jié)構(gòu)表征 4 一n i t r o l ，3 一d i p h e n y l b u t a n 一1 一o n e ( 3 a ) ：w h i t es 0 1 i d ：m p 9 4 9 5o c 1 hn m r ( c d c l 。，5 0 0m h z ) = 3 4 6 ( m 。2 h ) ，4 2 3 ( t ，1 h ) ，4 7 0 ( m ，1 h ) ，4 8 5 ( m ，1 h ) ，7 2 9 ( t ，1 h ) ，7 3 5 ( t ，2 h ) ，7 4 6( t ，2 h ) ，7 5 8 ( t ，l h ) ，7 9 2 ( d ，= 7 ，2 h ) ”c n m r ( c d c l 。，1 2 5 姍z ) = 3 9 5 ，4 1 8 ，7 9 8 ，1 2 7 7 ，1 2 8 1 ，1 2 8 3 ，1 2 9 o ，1 2 9 3 ，1 3 3 8 ， 1 3 6 6 ，1 3 9 4 ， 1 9 7 1 i r ( k b rc m 一1 )c m 一1 a n a l c a l c df o rc - 6 h 1 5 n ：c ，8 6 8 4 ；h ， 6 8 3 ：n ，6 3 3 f o u n d ：c ，8 6 7 0 ：h ，6 9 0 ：n ，6 4 0 1 一( 4 一c h l o r o p h e n y l ) 一4 一n i t r o 一3 一p h e n y l b u t a n 一1 一o n e( 3 b ) ： w h i t es o l i d ： m p 1 0 2 一1 0 3 。c 1 hn m r ( c d c l 3 ，5 0 0 刪z ) = 3 。0 7 ( m ，1 h ) ，3 。4 5 ( m ，1 h ) ，3 6 7 ( t ，1 h ) ， 4 1 1 ( m ，1 h ) ，4 5 2 ( m ，1 h ) ，7 2 3 ( t ，3 h ) ，7 3 2 ( t ，2 h ) ，7 4 2 ( d ，= 9 ，2 h ) ， 7 8 0 ( d ，= 8 ，2 h ) ”cn m r ( c d c l3 ，1 2 5 淵z ) = 4 3 2 ，4 4 2 ，6 9 9 ，1 1 0 o ，1 2 6 8 ， 1 2 7 o ，1 2 9 o ，1 2 9 2 ，1 3 3 0 ，1 3 6 9 ，1 4 5 o ，1 7 1 6 i r ( k b rc m 一1 ) 7 6 1 ，8 2 8 ，1 4 5 6 ， 1 5 5 8 ，1 5 9 2 ，1 6 2 0 ， 3 0 3 1c m 一a n a l c a l c df o rc i a h i c i n ：c ， 7 5 1 4 ：h ，5 5 2 ：c l ， 1 3 8 6 ：n ，5 4 8 f o u n d ：c ，7 5 1 1 ：h ，5 5 0 ：c l ，1 3 9 2 ：n ，5 5 0 3 一( 4 一c h l o r o p h e n y l ) 一4 一n i t r o l d i p h e n y l b u t a n l o n e ( 3 c ) ：w h i t es 0 1i d ：m p 1 0 0 一1 0 lo c 1 hn i r ( c d c l3 ，5 0 0m h z ) = 3 4 4 ( m ，2 h ) ，4 2 2 ( t ，l h ) ，4 6 6 ( m ，1 h ) ， 4 8 2 ( m ，1 h ) ，7 2 9 ( m ，2 h ) ，7 4 6 ( t ，2 h ) ，7 6 0 ( t ，1 h ) ，7 9 1 ( ，= 8 ，2 h ) ”c n m r ( c d c l ，1 2 5 姍z ) = 3 8 9 ，4 1 6 ，7 9 6 ，1 2 8 2 ，1 2 9 0 ，1 2 9 1 ，1 2 9 5 ，1 3 4 0 ， 1 3 6 4 ，1 3 7 8 ，1 9 6 7 i r ( k b rc m 一1 ) 7 5 5 ，8 3 3 ，1 3 8 0 ，1 4 5 0 ，1 6 1 3 ，1 6 8 4 ，2 9 6 2c m 一1 ：a n a l c a l c df o rc 1 6 h 1 4 c l n ：c ， 7 5 1 4 ：h ，5 5 2 ：c l ，1 3 8 6 ：n ，5 4 8 f o u n d ：c ，7 5 1 0 ：h ， 5 4 8 ：c 1 ，1 3 8 0 ：n ，5 5 0 1 ，3 一b i s ( 4 一c h l o r o p h e n y l ) 一4 一n i t r o b u t a n 一1 一o n e ( 3 d ) ：w h i t es o l i d ：m p1 0 5 1 0 6 。c 1 hn m r ( c d c l 。，5 0 0 i z ) = 3 4 0 ( d ， ，= 6 5 ，2 h ) ，4 2 0 ( t ，l h ) ，4 6 6 ( m ，l h ) ， 4 8 0 ( m ，1 h ) ，7 2 2 ( d ，廠= 8 ，2 h ) ，7 3 1 ( d ，i 廠= 8 ，2 h ) ，7 4 4 ( d ，= 8 52 h ) ， 7 8 5 ( ，= 8 5 ，2 h ) ”cn m r ( c d c l “1 2 5 刪z ) = 3 8 9 ，4 1 5 ，7 9 5 ，1 2 9 1 ，1 2 9 4 ， 1 2 9 5 ，1 2 8 3 ，1 2 9 6 ，1 2 8 8 ，1 3 4 1 ，1 3 4 7 ，1 3 7 6 ，1 4 0 5 ， 1 9 5 5 i r ( k b rc m 1 ) 8 2 6 ，1 4 6 0 ，1 5 5 l ，1 5 8 5 ，1 6 8 5 ，2 9 2 3 ， c m 一a n a l c a l c df o rc 1 6 h 。3 c 1 2 n ：c ，6 6 2 2 ：h ， 4 5 2 ：c 1 ，2 4 4 3 ：n ，4 8 3 f o u n d ：c ，6 6 1 8 ：h ，4 5 0 ：c l ，2 4 4 5 ：n ，4 8 7 4 一n i t r o 一1 p h e n y l 一3 一p t 0 1 y b u t a n l o n e ( 3 e ) ：w h i t es 0 1 i d ：m p8 9 9 0o c 1 hn m r ( c d c l3 ，5 0 0