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三羰基化合物用于苯并呋喃骨架的构建研究

2021-05-23 09:33编辑: www.jxszl.com景先生毕设
在有机合成中由于缺少电子,容易进攻反应物上带部分负电荷的位置,而发生亲电反应的化合物被称为亲电试剂。三羰基化合物即2,3-二羰基酯是亲电试剂,有强亲电聚集体,具有高度亲电活性,可加强邻位上的化学合成,所以能够与多种亲核底物发生合成反应,构建吡咯、吲哚、咪唑、异喹啉等杂环骨架。本课题基于以上原理,进一步研究三羰基化合物发生经典的Paal-Knorr呋喃生成反应生成呋喃,在合适的氧化剂作用下将对应的产物进一步被氧化芳构化生成苯并呋喃衍生物。并进一步进行试验,改变反应条件探究最优反应条件,测试不同底物参与苯并呋喃衍生物合成的产率以及性质。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
前言(引言)1
1 文献综述2
1.1 三羰基化合物用于杂环合成的基本策略 2
1.2 三羰基化合物的合成方法研究 2
1.3 三羰基化合物用于杂环合成实际应用3
1.3.1 2,3二羰基酯用于生物碱的合成3
1.3.2 2,3二羰基酯分子内环化构建呋喃环3
1.4 三羰基化合物的不对称反应4
1.4.1 Lewis酸及Bronsted酸催化不对称aldol反应4
1.4.2 2,3二羰基酯参与的不对称羰基烯反应4
1.4.3 L脯氨酸催化2,3二羰基酯用于吡咯3酮骨架的构建4
1.5 PaalKnorr反应研究背景5
2 实验合成研究5
2.1 三羰基化合物用于吡咯及吲哚衍生物的合成5
2.2 苯并呋喃生成机理推测 6
2.3仪器和试剂 6
2.3.1 实验仪器 6
2.3.2试剂及标准溶液 6
2.4 三羰基化合物的制备 7
2.4.1 中间体重氮化合物的合成7
2.4.2水合三羰基化合物的合成 7
2.5 2,3 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: &351916072
二羰基酯的不对称aldol反应 7
2.6 苯并呋喃化合物的合成研究8
2.6.1 实验合成苯并呋喃化合物 8
2.6.2 反应条件优化 19
2.6.3 底物适用性研究10
3 讨论 10
3.1 结论 10
3.2 创新11
3.2 展望11
致谢 11
参考文献11
附录 12
三羰基化合物用于苯并呋喃骨架的构建研究
引言
引言
多羰基化合物具有悠久的研究历史,作为一类高活性的合成原料,它吸引了几代科学家投身研究。1890年,Neufville和Pechmann[12]首次报道了第一个相邻多羰基化合物“1,3二苯基1,2,3三酮”的合成,此后,化学家们一直围绕着“一个化合物最多能含有多少个相连的羰基以及这类化合物具有什么样的性质?”这一主题对该类化合物展开研究,大量方法被开发用于相邻多羰基化合物的合成。
经过一百多年的发展,多羰基化合物物理性质、化学性质、合成应用等方面得到了广泛的研究,成果卓著。已被广泛应用于单元有机反应、串联反应,被用于多类杂环骨架的构建,被成功用于合成多种活性中间体、功能有机分子、天然产物、药物等。
多羰基化合物中的三羰基化合物在药物化学、生物学和化学有机合成中是一类重要的化合物,他们的合成方法被广泛的研究。二十世纪八十年代,三羰基基团被发现存在于天然产物中,例如免疫抑制剂、抗菌素、环肽肽蛋白酶抑制剂,随后人们发现某些人工合成的2,3二羰基酯类化合物具有酶抑制的活性。这些发现激发化学家们对该类化合物进行更深入的研究,它们被成功的广泛用于环化骨架、天然产物等合成中。
杂环化合物是合成多种药物和具有生物活性化合物的关键性原料和中间体,在医药、农业、精细化工领域具有极其重要的应用价值。在过去数十年里,2,3二羰基酯的化学性质得到详细深入的探索,其被设计并用于合成多种官能团化杂环化合物[24],如呋喃环、吡咯环、吲哚环、咪唑环、吡咯酮环、异喹啉环、吡咯酮环、多元并环等。
1 文献综述
1.1 三羰基化合物用于杂环合成的基本策略

图1. 2,3二羰基酯用于杂环合成的基本策略
如图1所示,将2,3二羰基酯用于杂环骨架的构建通常有两种策略,即分子内环化和分子间串联反应。分子内环化通过官能团如羟基或氨基等基团对2,3二羰基酯中心羰基加成,构建出呋喃、吡咯等杂环骨架;分子间环化显然具有更广阔的应用,一般以多步反应方式进行,经由第一步加成反应后,2,3二羰基酯的第二活性位点参与环化反应,活性位点既可以为两个酮羰基中任一个,又可是2,3二羰基酯类化合物中其它活性位点,如碳碳双键等,通过图中所示三种主流路径,可将2,3二羰基酯用于吡咯、吲哚、咪唑、异喹啉等杂环骨架的构建。
1.2 三羰基化合物的合成方法研究
三羰基化合物的合成一般从1,3二羰基化合物出发,经由多种策略得到。例如:亚胺水解、膦叶立德氧化、重氮化合物的氧化、经由2,2二溴化合物在乙酸钠或者单线态氧作用、叶立德的氧化、烯胺氧化、1,3二羰基化合物经氟离子或强氧化剂作用、对硝基苯磺酰基基团的离去。结合课题组前期在重氮化合物性质研究的基础上,而在这些方法中通过重氮化合物的氧化有明显的优势:一方面重氮化合物可以通过1,3二羰基化合物的重氮转移方法得到,反应温和,几乎定量得到重氮化合物产物;另一方面,通过廉价易得的次氯酸叔丁酯的氧化,可以高收率的得到相应的三羰基化合物,整个方法温和,适合三羰基化合物的大量合成。因此在本项目中,优先使用该方法合成2,3二羰基酯衍生物,即从1,3二羰基酯出发,经重氮转移及氧化两步法合成相应的2,3二羰基酯。(图2)

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