（有机化学专业论文）具有潜在生物活性的五元含氮杂环化合物的合成研究.pdf

中文摘要 近年来，随着生命科学的蓬勃发展，自然界中普遍存在的含氮杂环化合物引 起了人们极大的关注。科学家们发现，具有生物活性的大分子，蛋白质、酶和核 酸都是含氮化合物，许多天然产物如生物碱，维生素和抗菌素等也多为含氮化合 物。自1 8 2 8 年，德国化学家武勒成功合成了第一个含氮有机物化合物尿素以 来，人工合成含氮化合物拥有了一个全新的局面。至今，已有许多含有生物活性 的含氮杂环化合物在不断被开发、研制和使用，使得目前含氮化合物不仅在医药， 除草剂，杀虫剂，杀菌剂等方面有了广泛的应用，也在染料，多功能材料和许多 其他领域发挥着巨大的作用。 本论文我们主要对吡咯烷和咪哗这两类极为重要的五元含氮杂环化合物的合 成进行了研究，并对某些五元含氮杂环卡宾的催化性能进行了探讨，取得了一些 有意义的实验结果： 1 由苯并咪唑查尔酮与靛红，氨基酸经1 ，3 偶极环加成反应生成了一系列未 见文献报道的含有吡咯烷的螺杂环化合物，反应平稳高效，对含各种取代基的底 物均适用，应用范围广。所有化合物都通过红外，核磁等表征手段对其进行了表 征，并用x r a y 单晶衍射法测定了其中一个化合物的晶体结构。 2 首先合成了一系列- 杂卡宾前体盐，测试了它们在安息香缩合反应中的催 化性能，并最终确定以水做溶剂，采用苯并咪唑溴盐5 b 做催化剂，三乙胺做碱， 应用微波法可以高产率的得到安息香类化合物。其次，在以上实验的研究过程中， 发现了以空气做氧化剂，不需外加催化剂，应用一锅煮的方法可以高产率的得到 苯偶酰类化合物。所有化合物都通过红外，核磁等表征手段进行了表征。 3 以芳醛为底物，苯并咪哗盐做催化剂，利用微波促进，与芳醛，醋酸铵( 芳 胺) 在水相中一锅法两步合成多取代咪哗类化合物。该方法无需分离中问产物， 原料廉价易得，反应过程快速高效，且对环境友好，符合绿色化学合成的理念。 所有化合物都通过红外，核磁等表征手段进行了表征，并用x r a y 单晶衍射法测定 了其中个化合物的晶体结构。 关键词：吡咯烷，n 杂环卡宾催化，多取代咪哗，合成研究 c o l l e g eo fc h e m i s t r ya n dc h e m i c a le n g i n e e r i n g , y a n g z h o uu n i v e r s i t y , y a n g z h o u ，c h i n a t h e s i sf o rm a s t e rd e g r e e s t u d y o nt h es y n t h e s i so ff i v e m e m b e r e d n - h e t e r o c y c l i cc o m p o u n d sc o n t a i n i n gp o t e n t i a l b i o l o g i c a lactivitydlologlcala c t l v l t y a u t h o r ：x i a o x i nb i s u p e r v i s o r ：x i a o b ij i n g d a t e ：a p r i l ，2 0 1 0 a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fl i f es c i e n c e s ，n a t u r a lp r o d u c t so f n i t r o g e nh e t e r o c y c l i cc o m p o u n d sh a v ea t t r a c t e dc o n s i d e r a b l ea t t e n t i o n s c i e n t i s t sh a v e d i s c o v e r e dt h a tb i o l o g i c a l l ya c t i v em a c r o m o l e c u l e s ，p r o t e i n s ，e n z y m e sa n dn u c l e i c a c i d sa r en i t r o g e n o u sc o m p o u n d s ，m a n yn a t u r a lp r o d u c t ss u c ha sa l k a l o i d s ，v i t a m i n s a n da n t i b i o t i c sa r ea l s om o s t l yn h e t e r o c y c l i cc o m p o u n d s s i n c e18 2 8 ，g e r m a n c h e m i s t sw o h l e rf r i e d r i c h ( 18 0 0 - 18 8 2 ) s y n t h e s i z e ds u c c e s s f u l l yt h ef i r s tn i t r o g e n o u s o r g a n i cc o m p o u n d - u r e a , s y n t h e t i cn i t r o g e n c o n t a i n i n gc o m p o u n d sh a v eh a da c o m p l e t e l yn e ws i t u a t i o n t h ef i e l do fo r g a n i cc h e m i s t r y s of a r , t h e r eh a v eb e e n d e v e l o p e dm a n yb i o l o g i c a l l ya c t i v en i t r o g e nc o n t a i n i n gc o m p o u n d s ，t h ed e v e l o p m e n t 关键词：吡咯烷，n 杂环卡宾催化，多取代咪哗，合成研究 c o l l e g eo fc h e m i s t r ya n dc h e m i c a le n g i n e e r i n g , y a n g z h o uu n i v e r s i t y , y a n g z h o u ，c h i n a t h e s i sf o rm a s t e rd e g r e e s t u d y o nt h es y n t h e s i so ff i v e m e m b e r e d n - h e t e r o c y c l i cc o m p o u n d sc o n t a i n i n gp o t e n t i a l b i o l o g i c a lactivitydlologlcala c t l v l t y a u t h o r ：x i a o x i nb i s u p e r v i s o r ：x i a o b ij i n g d a t e ：a p r i l ，2 0 1 0 a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fl i f es c i e n c e s ，n a t u r a lp r o d u c t so f n i t r o g e nh e t e r o c y c l i cc o m p o u n d sh a v ea t t r a c t e dc o n s i d e r a b l ea t t e n t i o n s c i e n t i s t sh a v e d i s c o v e r e dt h a tb i o l o g i c a l l ya c t i v em a c r o m o l e c u l e s ，p r o t e i n s ，e n z y m e sa n dn u c l e i c a c i d sa r en i t r o g e n o u sc o m p o u n d s ，m a n yn a t u r a lp r o d u c t ss u c ha sa l k a l o i d s ，v i t a m i n s a n da n t i b i o t i c sa r ea l s om o s t l yn h e t e r o c y c l i cc o m p o u n d s s i n c e18 2 8 ，g e r m a n c h e m i s t sw o h l e rf r i e d r i c h ( 18 0 0 - 18 8 2 ) s y n t h e s i z e ds u c c e s s f u l l yt h ef i r s tn i t r o g e n o u s o r g a n i cc o m p o u n d - u r e a , s y n t h e t i cn i t r o g e n c o n t a i n i n gc o m p o u n d sh a v eh a da c o m p l e t e l yn e ws i t u a t i o n t h ef i e l do fo r g a n i cc h e m i s t r y s of a r , t h e r eh a v eb e e n d e v e l o p e dm a n yb i o l o g i c a l l ya c t i v en i t r o g e nc o n t a i n i n gc o m p o u n d s ，t h ed e v e l o p m e n t a n du s e f u l n e s sm a k e st h en i t r o g e nc o m p o u n d sw i t haw i d er a n g eo fa p p l i c a t i o n sn o t o n l yi np h a r m a c e u t i c a l s ，h e r b i c i d e s ，i n s e c t i c i d e s ，f u n g i c i d e sa n ds oo n ，b u ta l s oi nd y e ， m u l t i f u n c t i o n a lm a t e r i a l sa n dm a n yo t h e ra r e a s 1 b e n z i m i d a z o l e - c h a l c o n e i s a t i nr e a c t e dw i t ha m i n oa c i d st of o r mas e r i e sn o v e l s p i r o h e t e r o c y c l i cp y r r o l i d i n ec o m p o u n d sw h i c hh a sn o tb e e nr e p o r t e db ya c c o r d i n gt h e r e a c t i o no f1 ，3 - d i p o l a rc y c l o a d d i t i o n t h er e a c t i o ni ss m o o t h ya n de f f i c i e n ti nw i d e r a n g eo fa p p l i c a t i o na n dv a r i o u ss u b s t i t u e n t sw e r ea p p l i c a b l e a l lc o m p o u n d sw e r e c h a r a c t e r i z e db y 1h n m r , i r s p e c t r aa n das i n g l ec r y s t a ls t r u c t u r ew a sd e t e r m i n e db y x r a yd i f f r a c t i o nm e t h o d 2 as e r i e so fn - h e t e r o c y c l i cc a r b e n ep r e c u r s o rs a l tw e r ef i r s ts y n t h e s i z e d t h e c a t a l y t i ca c t i v i t yo ft h e s ec a r b e n e sw e r e t e s t b yb e n z o i nc o n d e n s a t i o nr e a c t i o n ， r e s u l t i n gt h a tw a t e rw a st h eb e s t s o l v e n ta n db e n z i m i d a z o l eb r o m i d e5 bw a st h eb e s t c a t a l y s ta n dt r i e t h y l a m i n ew a s t h eb e s tb a s er e g e n t i nm i c r o w a v ec o n d i t i o nt h e b e n z o i n - t y p ec o m p o u n d sc o u l db eh i g h l yo b t a i n e d w ea l s of o u n dt h a tn o ta n yo t h e r c a t a l y s t sn e e d e db u to n l ya i rw a su s e da st h eo x i d a n t ，t h ed e s i r e db e n z i ld e r i v a t i v e sc a l l b es y n t h e s i z e di nh i g hy i e l d a l lc o m p o u n d sw e r ec h a r a c t e r i z e db y 1h n m r ，i r s p e c t r a 3 t w o - s t e po n e - p o ts y n t h e s i so fp o l y - s u b s t i t u t e di m i d a z o l ec o m p o u n d sf r o m a r o m a t i ca l d e h y d e sa m m o n i u ma c e t a t e ( a r o m a t i ca m i n e s ) w a sd e v e l o p e du s i n gt h e b e n z i m i d a z o l es a l ta st h e c a t a l y s t s u n d e rm i c r o w a v ei r r a d i a t i o n t h ei n t e r m e d i a t e p r o d u c t sn e e d e dn oa n ym o r es e p a r a t i o n ，t h es t a r t i n gm a t e r i a l sw e r ec h e a pa n dt h e r e a c t i o np r o c e s sw a sf a s t ，e f f i c i e n t ，a n de n v i r o n m e n t a l l yf r i e n d l y , c o n s i s t e n tw i t ht h e c o n c e p to fg r e e nc h e m i s t r y a l lc o m p o u n d sw e r ec h a r a c t e r i z e db y 1h n m r ，i r s p e c t r a a n da s i n g l ec r y s t a ls t r u c t u r ew a sd e t e r m i n e db yx - r a yd i f f r a c t i o nm e t h o d k e y w o r d s ：p y r r o l i d i n e ；n h e t e r o c y c l i cc a r b e n ec a t a l y s i s ；p o l y s u b s t i t u t e di m i d a z o l e s ； s y n t h e s i s 毕晓昕具有潜在生物活性的无元含氮杂环化合物的合成研究 8 l 学位论文原创性声明和版权使用授权书 学位论文原创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是在导师指导下独立进行研究工作所取得的研 究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表 的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：驯 签字日期：勿矽年莎月 j e t 学位论文版权使用授权书 本人完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向 国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借 阅。本人授权扬州大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国 科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过 网络向社会公众提供信息服务。 学位论文作者签名：皇锄詹7 签字日期：矽矽年石月e t 导师签名善以扩乞 导师签名璩以灿 、j 签字日期： f 矽年月 e t 毕晓昕具有潜在生物活性的五元含氮杂环化合物的合成研究 l 第一章前言 近年来，随着生命科学的蓬勃发展，自然界中普遍存在的含氮化合物引起了 人们极大的关注。科学家们发现，具有生物活性的大分子，蛋白质、酶和核酸都 是含氮化合物，许多天然产物如生物碱，维生素和抗菌素等也多为含氮化合物。 最早的具有生物活性的含氮化合物是从生物体中提取的，但是其产量远远不能满 足人们的需要。自1 8 2 8 年，德国化学家武勒成功合成了第一个含氮有机物化合物 尿素以来，人工合成含氮化合物拥有全新的发展。至今，已有许多具有生物 活性的含氮化合物在不断被开发，研制和使用【l - 6 】，使得目前含氮化合物不仅在医 药，除草剂，杀虫剂，杀菌剂等方面有了广泛的应用，也推动了其在染料，多功 能材料和许多其他领域发挥巨大的作用。 吡咯烷和咪唑衍生物是其中两类极为重要的五元含氮化合物，因此，对于它 们的合成及性质研究，也同样引起了各方面专家的兴趣。本章主要在吡咯及其衍 生物及多取代咪唑类化合物的合成，应用等方面作了综述。 第一节吡咯烷及其衍生物的合成及应用 1 吡咯烷及其衍生物的合成方法概述 吡咯烷及其衍生物是一类常见的五元含氮化合物，广泛存在于整个自然界。 生物体从出生到死亡，不论是生长发育，能量转化，还是信息传递，虼咯烷及其 衍生物都起着非常重要的作用。下面首先介绍一些常见的吡咯烷及其衍生物的合 成方法。 2 扬州人学硕士学位论文 1 1 各种取代吡咯烷单体的构筑 目前，在天然环状吡咯烷化合物的全合成研究中，一个非常重要的环节就是 各种取代吡咯烷单体的构筑。下面就吡咯烷单体的合成方法( 主要是气相催化法) 综述如下： 1 1 1 以丁二醇与氨为反应原料的气相催化合成法( s c h e m e1 1 1 ) 。该反应机 理为酸催化机理，催化剂主要采用分子筛，活性组分为f e ，c u ，z n ，l a ，v ， a l 等。此方法前苏联及后来的俄罗斯学者研究的较多7 1 。吡咯烷衍生物也可通过 此方法获得。 h 小o h + n h 3 c a t a l y s t h 2 s c h e m e1 - 1 1 1 1 2 以氨醇为原料的气相催化合成法( s c h e m e1 1 2 ) 。因氨基醇类化合物具 有两个反应活性接近的官能团，所以反应过程一般较为复杂，产物选择性低。但 通过催化剂的选择可较高产率的得到吡咯烷类化合物。一般所选用的催化剂活性 组分为r u ，c u ，n i 等。m u r a h a s h i 等人【8 】以4 氨基丁醇为原料，在钉催化剂下合 成吡咯烷，收率可达7 9 h a m m e r s c h m i d t 等人【9 】发现采用a 1 2 0 3 负载铜催化氨醇 为相应的环胺，产物选择率达9 4 k i j e n s k i 等人【1 0 】通过将铜附载在y a 1 2 0 3 以及 m g o 上进行催化剂对比。他们发现，后者的催化效果更好，吡咯烷产率为6 2 文 献还研究了反应的溶剂为甲醇时的环化反应的产物分布和温度的影响因素。 c a t a l y s t s c h e m e1 1 2 1 1 3 以四氢呋喃和氨气为原料，通过气固两相催化法制备吡咯烷( s c h e m e 1 1 3 ) 。该方法具有原子利用率高，反应过程环境友好，无污染等特点。n o m u r a 等人【1 2 1 研究表明，将过渡金属氯化物附载在丫a 1 2 0 3 上进行催化时，高附载量的 弋zh ( c z h 毕晓昕具有潜在生物活性的五元含氮杂环化合物的合成研究 3 金属氯化物会抑制反应进行。m c i x 吖a 1 2 0 3 ( m 为过渡金属) 与单纯的a 1 2 0 3 相比， 反应中间体的合环机理发生了改变，导致产物分布不同。 + n h 3 c a t a l y s t s c h e m e1 - 1 3 此外，还有很多通过气相催化来合成吡咯烷的方法，其中比较有代表性的有： 1 ，4 丁二胺催化加氢脱氮法【1 3 1 ，1 ，4 丁二腈坏化催化加氢法【1 4 】，二乙胺气相催化 环化法【| 5 】，毗咯气相催化加氢澍16 1 ，毗咯烷酮气相催化加氢法等。但这些方法 反应条件苛刻，反应装置要求高，不易操作，因而不利于大规模工业化生产。 1 2 吡咯烷衍生物的合成 1 2 11 ，3 偶极环加成法 1 ，3 偶极环加成法是合成吡咯烷衍生物常用的方法，尤其在合成含有螺环的 吡咯烷衍生物中，它是常用的重要方法之一【1 8 。人们可以通过选择适宜的亲偶极 体与具有较高反应活性的偶极体( 一般是甲亚胺叶立德) ，经1 ，3 偶极环加成反应 一步合成含螺环的吡咯烷衍生物。该方法不仅产率较高，而且能够高区域选择性 和立体选择性地合成含氮的稠合或桥式的双环化合物。近年来，人们已经利用该 反应合成了许多具有生物活性的吡咯烷衍生物【1 9 】。 例如，p a l m i s a n o 【2 0 1 等人将仅乙氧羰基乙亚甲基羟吲哚亲偶极体与由多聚甲醛 和肌氨酸原位生成的甲基甲亚胺叶立德经1 ，3 偶极环加成反应得到生物碱 ( ) h o r s f i l i n e 的关键中间体。反应机理为：取代的q 氨基酸与含活性羰基的化 合物反应，然后脱羧生成偶极子，经共振与重键亲偶极体后发生坏加成反应，生 成了该关键中间体。此中间体经水解，脱酯基，就可得到得到生物碱( ) h o r s f i l i n e ( s c h e m e1 - 1 - 4 、。 rzh ( 4 扬州人学硕十学何论文 ，、，n h 、c o o h +显h ：c 毒一c h ：c o 护+ h ：c 鼻一c h ? h 3 c n + h 儿h 一，2 譬2 。一心仁掣2 一h 凳，山、茧， c h a + h 3 c o 。r 邺。部洲3 一h 0 硎n e s c h e m e1 - 1 4 # c # l - ，很多生物碱，如m a n z a m i n e a 2 1 1 ，p h y s o s t i g m i n e 2 2 1 ，s 删n “2 3 1 等都可 通过1 ，3 偶极环加成反应来合成。 1 2 2 0 【重氮酯，亚胺和重键化合物反应( s c h e m e1 - l - 5 ) 以a 重氮酯，亚胺和双键化合物为原料，在一价铜盐催化下，可以高产率的 得到立体选择性产物刚，d r 值为2 0 ：1 ，产率最高可达9 1 ，反应方程式如下： a r o r ，盟h + u + h p n 2 噼瓦c a t a l y s t s c h e m e1 - 1 5 ：瓤r ，r 2 0 2 c 、- l n 入r 1 若将上述反应中的双键化合物换为三键化合物，反应也可顺利进行，最终产 物为二氢吡咯衍生物。 1 2 3 变相的m a n n i c h 反应( s c h e m el 一1 - 6 ) 以环丙基酮，醛和胺为原料，在碘会属盐的催化下，可以生成吡咯烷衍生物， 产率4 5 7 5 ，反应方程式如下【2 5 】： 毕晓昕具有潜在生物活性的五元含氮杂环化合物的合成研究 5 o r ，+ h 。+ 烈h 2 号 s c h e m e1 1 6 r 3 1 2 4 钯催化 r 氨基烯烃和两分子芳基溴反应( s c h e m e1 1 7 ) 丫氨基烯烃依次与两个不同的芳基溴反应，可得到吡咯烷衍生物【2 6 】，产率6 8 ， 反应式如下： 夕 丫n + b r 型：! 塑坐夕入，村，! 里! ， r t 0 1 r i d p p e s c h e m e1 - 1 7 r 矿酽l + r 2 一洲 呼、h 6 r 妒 r 2 冬6 u r 4 n h 2 a c o h s c h e m e1 - 2 4 r 3 上 n n r 4 双 r 1、r 2 1 4 用0 【氨基醛或酮，与异硫氰酸酯缩合，得巯基咪唑衍生物，其巯基可通 过氧化除去。0 【氨基缩醛也可发生类似反应，但因原料不易得到而受到限制【5 9 】。 ( s c h e m e1 - 2 - 5 ) n s h r 计o r 2 n c s r 姆2 蚓 s c h e m e1 - 2 5 n 多n r 2 r 1 双r 1 n n h i 卧 卧 毕晓昕具有潜在生物活性的玩元含氮杂环化合物的合成研究 1 3 此外，还可以通过，- 二烷基酰胺与p c i 5 ( 或p b r 5 ) 共热【删， i - 氯代酮与烷 基脒发生环合【6 l 】等方法来制备含不同取代基的咪哗衍生物。 2 多取代咪唑类化合物的应用领域 2 1 在医药方面的应用 生物体内组氨酸，组胺，肌肽乃至核酸的重要组成部分就是咪唑环，咪唑环通 过与血红素的中心铁原子成键，来增加血红素在水中的溶解度，帮助吸收氧和放 出氧。此外组氨酸中的咪唑基还是许多酶和蛋白质的活性中心【6 2 1 。( s c h e m e1 - 2 6 ) 甲h 2 愚h la h 几 h 0 0 g 组氨酸 s c h e m e1 - 2 6 也舄h 组胺 目前，一些4 ，5 二芳基咪唑已被证实了具有抗p 3 8 m a p 致活酶的作用【6 3 】。微 管蛋白聚合齐l j e l e u t h e r o b i n 和s a r c o d i c t y i n 含有咪唑结构，它们广泛存在于大量海洋生 物中。它们对癌细胞具有细胞毒性，其作用与抗肿瘤药物紫杉醇相似1 6 4 。( s c h e m e 1 2 7 ) h n 多n c h 3 e l e u t h e r o b i n h o m e n s a r c o d i c t y i n 1 4 扬州人学硕十学位论文 s c h e m e1 - 2 7 常用的抗溃疡药西咪替丁( c i m e t i d i n e ) 是组胺h 2 受体对抗剂，可以抑制酸在 胃里生成，它还被广泛应用于心痛的治疗中。早在1 9 7 9 年1 月1 日，美国食品与药 品管理局就批准其为处方药【6 5 】。而药物氟吗西尼( f l u m a z e n i l ) 则可以缓解由镇静 药引起的嗜睡【硎。( s c h e m e1 - 2 8 ) o 除孓n 南h # n s c h e m e1 - 2 8 f l u m a z e n i l l e p i d i l i n e sa 和b 是从秘鲁安第斯山脉的植物l e p i d i u mm e y e n i i 的根部提取的 【6 7 1 ，这些结构简单的生物碱都含有咪唑环，它们对多种人类癌症细胞链具有细胞 毒性的活性。( s c h e m e1 - 2 9 左) t r i f e n a g r e l 是一种2 ，4 ，5 三苯基咪唑类化合物。它可以降低血小板的凝集， 对多种动物包括人类均适用。它的药效是吲哚美辛和阿司匹林的5 2 0 倍，且对胃的 伤害更小 6 8 】。( s c h e m e1 - 2 9 右) 举s p h l - - p h s c h e m e1 - 2 9 h t r i f e n a g r e l 下图左侧为甲硝唑( m e t r o n i d a z o l e ) ，具广谱抗厌氧菌和抗原虫的作用【6 9 】，临 床上主要用于预防和治疗厌氧菌引起的感染，如呼吸道，消化道等部位的感染。 毕晓昕具有潜在生物活性的五元含氮杂环化合物的合成研究 1 5 而下图右侧为广谱抗真菌药克霉唑，对浅表真菌及某些深部真菌均有抗菌作用。 临床主要供外用，治疗皮肤霉菌病，如手足癣，体癣，股癣等。( s c h e m e1 2 1 0 ) p h i h 3 c 一 再矿n 0 2 甲硝唑 s c h e m e1 - 2 1 0 克霉唑 此外，咪唑结构还广泛存在于各种胃药，镇痛药，关节炎治疗药物中，而新 型的含有咪唑基团的药物也在不断地研究和开发当中。 2 2 在农药方面的应用【7 0 】 咪唑类农药是一类新型含氮杂环类农药，该类化合物可用作杀虫剂，除草剂 和植物生长调节剂，显示出广阔的开发前景。 二甲硝咪唑( 又名达美素，迪美唑) ，是一种具有驱虫作用的饲料添加剂，对 原虫及各种细菌具有显著抑制作用，是治疗火鸡黑头病及猪赤痢病的有效药物。 它也可用作动物生长促进剂，用以促进猪，鸡的生长。( s c h e m e1 - 2 1 1 左) 伊迈唑( 又名康恩唑) 也是一种广谱抗菌药，可用作柑橘，苹果，梨等水果的 防腐剂。( s c h e m e1 - 2 1 1 右) 厂c h = c h 2 a c , h 3 l h 3 c n n 崮 0 2 n 二甲硝咪唑 s c h e m e1 - 2 1 1 c i 康恩唑 新型稻田除草剂咪哗黄隆( i m a z o s u l f u r o n ) 是r 本武田化学工业株式会社于 1 9 8 5 年发现，并在1 9 9 3 年4 月在r 本登记注册的新型除草利7 1 1 ，这种除草剂不仅在 1 6 扬州1 人学硕+ 学位论文 提高农作物产量，降低成本和减少劳动量等方面起了很大作用，而且使用方便， 活性高，对有益的动植物和环境更安全。( s c h e m e1 - 2 1 2 左) 氰唑磺菌胺( c y a m i d a z o s u l f a m i d ) ，最早由日本石原产业公司1 9 9 8 年报道。其 对所有卵菌纲类均长期有效，且对甲霜灵抗性或敏感病菌均有活性。它主要通过 抑制病原菌的线粒体而发挥作用，能有效地防治霜霉病，疫病等病害。( s c h e m e 1 2 1 2 右) 吁c i 龠测3 i m a z o s u l f u r o n s c h e m e1 2 1 2 n 卜c n n 、 s 0 2 n ( c h 3 ) 2 c y a m i d a z o s u l f a m i d 目前，已有不少的咪唑类农药已投放市场( s c h e m e1 - 2 1 3 ) ，取得了良好的经 济效益，社会效益和环境效益。而更新的，更加环保和高效的咪唑类农药也在不 断的研究和开发中。 c o x a z i n y l a z o l e v i n i c o n a z o l e c b 卜暑。c 叱b 白 咪菌酮 口一皆 咪菌腈 毕晓昕具有潜在生物活性的五元含氮杂环化合物的合成研究 1 7 c n = c c h 2 0 c 3 h 7 氟菌唑 s c h e m e1 2 1 3 0 3 h 7 n s n 7 咪鲜安 2 3 在精细化工领域的应用f 7 0 】 咪唑类化合物具有优异的性能，被广泛地用作环氧树脂固化( 促进) 剂。与其 他胺类环氧树脂固化剂相比，咪唑类固化剂具有毒性低，刺激性小等特点【7 2 1 。例 如二甲基咪唑( 2 m i ) ，二苯基咪唑( 2 p i ) 等常在c c l ，e m c 和粉末涂料中作为环 氧树脂固化( 促进) 剂，结构式如( s c h e m e1 - 2 1 4 ) s c h e m e1 - 2 1 4 2 p i 某些咪唑中存在若干共振结构，受热，光，电等的作用，分子内部结构会发 生变化既而产生变色现象，这种独特的性质使得含有咪唑环的光，电敏感材料的 研究受到科学家们极大的关注。咪唑类化合物还被应用于摄像材料，用这类材料 制成的底片，能充分地显示颜色的深浅，使各种像的特色大大改善，并且不会退 色【7 0 1 。 在化学发光分析法中，象2 ，4 ，5 三苯基咪唑这样的咪唑衍生物就可用做指示剂 【7 3 1 。它产生发光的p h 范围为：8 9 9 4 。在随后的研究中，眯唑及其衍生物由于其独 特的发光性能，已逐步应用于无机金属离子和有机药物化合物的分析检测【7 4 1 。 在表面活性剂领域中，咪哗衍生物可以制成阳离子型，两性型及酰胺型( 非离 子型) 表面活性剂，在洗涤剂，柔软剂，防水剂等日用化学品中有着广泛的应用。 2 4 在其他方面的应用 1 8 扬少i 1 人学硕十学位论文 取代的咪唑环体系被广泛应用于离子液体中【7 5 】，作为反应溶剂，萃取剂，抗 静电剂等，在电化学中也有着广泛的应用。它们具有优异的化学和热力学稳定性， 不挥发，无污染，为绿色化学开辟了一条崭新的道路。 多取代咪唑类化合物不仅自身参与了自然界中许多重要的生物化学反应，而 且它与某些金属配位后会产生特殊的用途，往往具有杀菌、抗癌等活性。它与铜 锌等金属形成的配合物具有特殊的催化性质，在金属酶的模拟方面具有重要意义 【7 6 】 o 多取代咪唑类化合物在医药，农药，日化，材料等领域的广泛应用，必将推 动此类物质的研究向更深入的方向发展。 本章小结 本章我们总结了吡咯烷和多取代咪唑的合成及应用的研究进展，从有机合成 的角度出发，重新审视了二者的应用前景。近年来，人们在五元含氮杂环化合物 的研究领域取得了成功的进展，随着越来越多的含有潜在生物活性的五元含氮杂 环被人们设计，开发和应用，我们相信，经过科学家们反复的实验和研究，五元 含氮杂环必将在人们的生产和生活中起着越来越重要的作用。 参考文献 1 孙晓红，王慧芳，刘源发，有机化学，2 0 0 4 ，2 4 ( 5 ) ，5 0 6 5 1 1 2 王仲南，薛思佳，有机化学，2 0 0 2 ，2 2 ( 3 ) ，1 7 4 1 7 7 3 孙勇，丁明武，刘兆杰，有祝化学，2 0 0 3 ，2 3 ( 8 ) ，8 1 8 8 2 1 4 刘长令，张运晓，黄兆信，农药，2 0 0 0 ，3 9 ( 3 ) ，1 - 6 毕晓昕具有满在生物活性的五元含氮杂环化合物的合成研究 5 刘长令，农药，1 9 9 5 ，3 4 ( 8 ) ，2 5 - 2 5 6 刘源发，孙国锋，孙晓红，西北大学学报( 自然科学版) ，2 0 0 3 ，3 3 ( 1 ) ，4 9 5 1 7 s e l e c t e dr e v i e w s ：( a ) k l i g e r , ga ；l e s i k ，o a ；m a r c h e v s k a y a , 色v k h i m g e t e r o t s i k l s o e d i n 1 9 8 7 ，2 ，1 9 5 - 1 9 8 ；( b ) k l i g e r , ga ；l e s i k ，o a ； m a r c h e v s k a y a , e vs u ：1 4 0 4 5 0 7 ，1 9 8 8 - 6 - 2 3 ( c a1 9 8 8 ，1 0 9 ：2 1 2 8 0 4 j ) ；( c ) k l i g e r , ga ；l e s i k ，o a ；m a r c h e v s k a y a ，e vs u ：1 5 6 7 5 8 1 ，1 9 8 8 6 5 ( c a1 9 9 0 ， 1 1 3 ：1 3 1 9 9 6 d ) ；( d ) k l i g e r ，ga ；l e s i k ，o ，a ；g l e b o v , l s n e f t e k h i m i y a ，1 9 9 1 ， 3 1 ( 2 ) ，2 2 1 - 2 2 9 ( c a1 9 9 1 ，1 1 5 ：4 9 3 4 4 x ) ；( e ) s h u i k i n ，a n ；k l i g e r ，qa ； z a i k i n ，vgi n a k a d n a u k s e ，- 砌m 1 9 9 5 ，1 0 ， 2 0 4 6 - 2 0 4 8 ( c a l9 9 6 ，12 4 ：2 6 0 715 n ) 8 m u r a h a s h i ，s i ；k o n d o ，k ；h a k a t a , t t e t r a h e d r o nl e t t 19 8 2 ，刀，2 2 9 2 3 2 9 h a m m e r s c h m i d t ，w ：；b a i k e r , a ；v o k a u n ，a a p p l c a t a l 1 9 8 6 ，2 0 ，3 0 5 3 1 2 1 0 k i j e n s k i ，j ；n i e d z i e l s k i ，rj a p p l c a t a l 1 9 8 9 ，5 3 ，1 0 7 - 1 1 5 1 1 s e l e c t e dr e v i e w s ：( a ) c h a r l e s ，a b ；c h a r l e s ，gk ；n i a g a r a ，eu s ：2 5 2 5 5 8 4 ， 1 9 5 0 1 0 - 1 0 ；( b ) f u j i t a , k ；h a t a d a ，k ；o n o ，y ，c a t a l 1 9 7 4 ，3 5 ，3 2 5 3 2 9 ；( c ) 1 w a s a k i ，m j p ：1 2 6 8 6 8 1 ，1 9 8 9 - 1 0 2 6 ( c a l 9 9 0 ，1 1 2 ，1 5 8 0 4 9 ) 1 2 n o m u r a ，m ；t o m o g a n e ，t ；k i k k a w a , s s d a y u g a k k a i s h i 1 9 7 7 ，2 0 ( 5 ) ， 4 1 9 4 2 2 1 3 o s i s ，j ；a n d e r s o n s ，a ；s h i m a n s k a y a , m v l a t v p s rz i n a t a k a d v e s t i s k i m s e r 1 9 8 7 ，1 ，6 7 7 4 ( c a l 9 8 8 ，1 0 8 ：11 2 1 2 0 ) 1 4 s e r r a , m ；s a l a g r e ，p ；c e s t e r o s ，y zc a t a l 2 0 0 1 ，1 9 7 , 2 1 0 - 2 1 9 15 y u s u p o v ，d ；i s r a i l o v ，r l ；k h a m i d u l l a e v ，r a d o k l a k a d n a u lr e s p u z b 19 9 2 ，3 4 3 6 ( c a l9 9 3 ，119 ，2 2 5 7 8 ) 16 s i g n a i g o ，f k ；a d k i n s ，h ，a m c h e m s o c 19 3 6 ，5 8 ，7 0 9 716 ( c a l 9 3 6 3 0 ， 4 8 5 6 2 ) 17 c h a m p i o n , d h ；p f l u g e r v i l l e ，s u ，w - y m e t h o df o r p r o d u c t i o n o f n