（有机化学专业论文）二茂铁取代的噻唑类杂环化合物的合成.pdf

二茂铁取代的噻唑类杂环化合物的合成中文摘要 中文摘要 本论文主要研究了二茂铁取代硫脲的合成，并且从这些硫脲出发，进一步合 成噻唑类杂环化合物。 论文主要包括两个部分的内容：第一部分，首先以二茂铁甲酸为原料，合成 二茂铁取代的异硫氰酸酯，然后再将这些异硫氰酸酯与天然氨基酸甲酯的盐酸盐 反应，得到一系列含有二茂铁取代基的手性硫脲，最后将这些硫脲与溴代丙酮反 应，合成相应的噻唑类杂环化合物。 第二部分，由二茂铁取代的异硫氰酸酯分别与含不同取代基的2 氨基吡啶、 2 氨基嘧啶以及2 氨基苯并噻唑反应制得硫脲，再将这几类硫脲与二醋酸碘苯反 应，分别得至i j 二茂铁取代的吡啶并噻唑杂环化合物、嘧啶并噻二唑杂环化合物以 及苯并噻唑并噻二唑杂环化合物。 实验所得的杂环化合物盼结构经过核磁共振光谱、红外光谱、高分辨质谱认 证。 关键词：二茂铁、滨代丙酮、二醋酸碘苯、硫脲、噻唑 作者：严丛芳 指导老师：曾润生 邹建平 s y n t h e s i so f t i l i a z o i e ss u b s t i t u t e ql 翌堡! ! ! ! 皇n e a b s f r a c t s y n t h e s i so f t h et h i a z 0 1 e ss u b s t i t u t e db yf e r r o c e n e a b s t r a c t i nt h j s 枷c l e ，o u re 筋r t sf o c u s e do nt h es y n t h e s i so f 惋t 1 1 i a z o l e ss u b s t i 眦db y f e r r o c e n e ，、7 v ：i l i c hw e r es y n t 量l e s i z e db y 也ec o 玎e s p o n d i i l gm i o u r e a s t i l i sa r t i c l em a i l l l yi i l c l t l d e s “p a r t s i i ln l em s tp a r t ，f e r r o c e n o y li s o 也i o c y a u l a t e w 弱f i l s t l yo b t a i n e db yf e r r o c e n e c a r b o x y l i ca c i d 舢l dt 1 1 e nas e r i e so f c l l i r a lt h i o u r e 弱 c o n t 枷n gf e f 的c e n o y lg r o u ps u b s t i t u _ t e d 、v e r e $ n t h e s i z e db yn l er e a c t i o nb e t w e e n i s o t h j o c y a i l a t ea n dh y d r o c l l l o r a t eo fs o m ei l a n l r a la m i i l oa c i dm e t h y le s t e 娼f 砌l y ，也e t l l i a z o l e ss u b s t i t u t e db yf e r r o c e n o y l 擎o u p 、靶r eg a i l l e db y 廿l o s e 廿l i o u r e 弱r e a c t i n g 诵m 1 - b r o m o p r o p 孤卜2 一o n e i i l p a r tt w o ，d i 虢r e n t 也i i d u r e a s w 1 1 i c hw e r e s y n t h e s i z e db xf - e r r o c e n o y l i s o t 址o c y a 碰址er e a c t i n gw i m2 一a m i n o p y r i d i i l ，2 - 锄i 1 1 0 p y r i m i d i i l ，a n d2 一疵n o b e n z o 也i a - z o l er e s p e 嘶v e l yw e mr e a c t i n g 晰t l li o d o b e n z e n ed i a c c t a t et 0 幽r dm ed e s i r 曲l e t b i a z o l e s 砧lo f 舭p r o d l 鹏w e r ec 0 疵m e d b yi rn m h r m ss p e c 帆 k e yw o r d s ：f e r r o c e n e i o d o b e n z e n ed i a c e t a t e ，t l l i o u r e a ，t l l i a z o l e w r i t t 钮b y s u p e n ，i s e db y c o n g - f a n g r 吼一s 1 1 e n gz e n g j i a i l p i n gz o u 苏州大学学位论文独创性声明及使用授权声明 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文 不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏 州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明垂本人承担本 声明的法律责任零 研究生签名： 学位论文使用授权声明 苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论 支合作部、中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论 支的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论 支。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致# 除在保密期内的 保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的 全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权苏州大学学位办办理。 研究生签名：垩垡落日期：翌! ：兰：兰! 导师签名：! 耄茎宣皇日 期：乏型羔量玎 二茂铁取代的噻唑类杂环化合物的合成文献综述 文献综述 含噻唑结构的化合物在合成催化剂、燃料、摄影等领域有广泛的应用。此外， 噻唑及其衍生物在医药上具有抗结核、抗真菌、止痛及抑制m v 的药效，在治疗糖 尿病方面，1 r o g l i t 舰o n e ，e n g l i t 舵o n e ，p i o g l i t a z o n e ( f i g 1 ) 等含噻唑结构的化合物 作用显掣1 】；在工业上，噻唑及其衍生物可以用于合成乳胶橡胶的硬化剂、润滑剂、 抗氧化剂、电镀银增亮添加剂等。近期，关于噻唑类化合物在不对称催化方面的 报道也很多( 例如：钯催化不对称烯丙基化等) 。另外，二茂铁衍生物由于其杀虫 性能和抗癌活性长期备受关注。在具有生物活性的化合物中，含二茂铁基团的化 合物在生物活性方面则表现出更大的优势。 h o h 3 c c 7 t r o g l i t 北o n e 一琴l 0 e n g l i t 北o n e p i o g i i t 钇o n e f i g 1 1 9 9 9 年，m e y e r s ，a 等人从手性硫代酰胺出发，合成了手性基团取代的噻唑类杂 环化合物闭( s c h 钮l e1 ) 。 1 ) k h c 0 3 。d m e 2 ) b r c h 2 c o c 0 2 e t 3 ) t f a a 2 6 i u t i d i n e ，d m e 4 ) a c c i ，e t o h h c 0 3 j c 0 2 e t = s 丫n 、八n h 2 l s c h e m el 2 0 0 2 年，o k 0 i 骋j 等人用卤代丁酸乙酯与硫代酰胺合成了噻唑类杂环化合物d 】 ( s c h 铋e2 ) 。 mn 电 s 户w h h 、一 s必 二茂铁取代的噻唑类杂环化合物的合成文献综述 j 湖j 嘞e 。一比：e s c h e m e 2 s n h 2 2 0 0 2 年，d o m l i i l g ，a 小组将3 - ( 二甲基氨基) 2 氰基丙烯酸甲酯与2 氨基硫代 丁酸和异丙醛反应，得到噻唑类杂环化合物嗍( s c h e m e3 ) 。 n h 2e h o c nn i s o c 八+ 人+ m e 。三尸。一 气。m e 2 0 0 3 年，日本的m 嬲a l l i t 0o c l l i a i 小组报道了( z ) 一( 2 一乙酰氧基一1 - 烯基) - 苯基碘盐 与硫脲或硫代酰胺在三乙胺作碱的条件下，合成了噻唑类化合物【5 】( s c h e m e4 ) 。 sr 、 r “h 訾讧一 o a cb f 4 m e o hs 。 r 。 1 a ：r = 仃c 8 h 1 7 1 b ：r = p h ( c h 2 ) 3 1 c ：r = f - b u s c h e m e 4 2 0 0 3 年，b o 、e r ，j 等人用咪唑与a 炔基酮酯反应，合成噻唑类杂环化合物旧 ( s c h e m e5 ) 。 二茂铁取代的噻唑类杂环化合物的合成 文献综述 h 2 n r+ c 。州e c 0 2 m e s c h e m e 5 2 0 0 1 年，h o w 2 丽，a 等人利用钯催化环硫乙烷开环合成了噻唑类杂环化合物【刀 ( s c h e m e6 ) 。 p a a d i u m + y = c = x 而耐 y ：n r l l i g a n d x = o ，n r 2 ，c r 3 r 4 s c h e m e 6 x 2 0 0 2 年，眺e g o 呸m 等人利用吖丙啶开环合成了噻唑类杂环化合物【8 】 ( s c h e m e7 ) 。 s + 岛e 詈n 夭y l e e s c h e m e 7 2 0 0 3 年，d 孤d i 钆a 等人利用微波条件合成了噻唑类杂环化合物【明( s c h e m e8 ) 。 r n a r h 3 c h s 洲 q- m v 5 m i n s c h e m e8 r 2 0 0 3 年，y e 彻m a i l d r a ，s 等人用氨基酸与醛反应生成噻唑类杂环化合物【1 川 ( s c h e l n e 9 ) 。 二茂铁取代的噻唑类杂环化合物的合成文献综述 h o o c v n h 2 i + 莩c t c h 3 0 h _ r r e 月u x 、 s c h e m e 9 群c t ( b o c ) 2 0 丫 n a o h 2 0 0 4 年，l u c 如b 小组用硫代亚磷酸苯甲醚将二茂铁取代的伊羟基酰胺关成噻 唑环【l l 】( s c h e m e1 0 ) 。 丫卧 o h 3 c o s i i p s t h f s c h e m e1 0 2 0 0 4 年，k 鹏l ，d 等人用非对称取代硫脲与卤代物合成了噻唑类杂环化合物 1 2 】 ( s c h e m e1 1 ) 。 a n 二等s + 且。一b ，一、n 、a n 。r 一寺s + 八。b r 一l 产n 、a n 。 a i n t2 s c h e m e1 1 2 0 0 5 年，h e i n l g a m l e r ，g l 合成了含硒的噻唑类杂环化合物【1 3 1 ( s c h e m e1 2 ) 。 尸芾蔷s e e t o h ，h 2 0 ( 2 ：1 ) o q 2 5 a r o s c h e m e1 2 2 0 0 5 年，d h o o g h e ，m 等人用吖丙啶与分子内的硫氰酸根反应生成噻唑类杂环 化合物【1 4 1 ( s c h e m e1 3 ) 。 4 二茂铁取代的噻唑类杂环化合物的合成 文献综述 a k n 带扎s c n 面磊矿。 s c h e m e1 3 h n 2 0 0 6 年，h e r a v i ，m m 等人用对称取代硫脲与炔烃反应，合成了n 取代的噻 唑类杂环化合物【1 5 】( s c h e r m1 4 ) 。 s r 髟n 、n 儿n ，n r hh r n 竺辈坚- k r e f l u x 7 s c h e m e1 4 ，= = n r o 2 0 0 6 年，c u i l i c o ，w 等人用醛和缬氨酸、a 一巯基羧酸合成噻唑类杂环化合物 【1 6 】( s c h c m e1 5 ) 。 杀a 南 舻洲o1 丽a 一y b s c h e m e1 5 2 0 0 6 年，触a t i ，k c 等人用氯化锌催化生成噻唑类杂环化合物【1 刀( s c h e i n e16 ) 。 s c h e m e1 6 2 0 0 6 年，s 2 u s m 扎s 将炔烃与硫羰基作用得到噻唑环化合物【1 8 】( s c h e m e1 7 ) 。 - 5 s 肿。扩 ? 卧 n n ，n l 二茂铁取代的噻唑类杂环化合物的合成文献综述 s 儿 r 1 x + s c h e m e1 7 一r ，弋骈 2 0 0 7 年，f 舢c e s c o ，g g 小组将2 氨基乙硫醇在氰基化合物中回流得到噻唑 类化合物【1 明( s c h e m e18 ) 。 ( 麓。盖篙等 r n h ，h c i b ) r c n ，删u 灯 2 0 0 2 年，p e d r 0 ，m 课题组用硫代亚磷酸苯甲醚将二茂铁取代的硫代酰胺关成 噻唑环【2 0 l ( s c h e i n e1 9 ) 。 s 邺氏。 s c h e m e1 9 的r f e 2 0 0 5 年，j 锄l l s z ，z 小组用碳酸钾作碱，合成了双二茂铁取代的噻唑环化合物 【2 1 】( s c h c 】叽c2 0 ) 。 s s 烈邺 f e + f e s c h e m e2 0 k 2 c 0 3 f e f e 2 0 0 6 年，f a i l g 课题组以含二茂铁甲酰基的三氮唑为原料，与硫脲作用生成噻 唑类杂环化合物2 2 】( s c h e m e21 ) 。 ? rn 、z 广 h上 洲少 q j 黟占 二茂铁取代的噻唑类杂环化合物的合成文献综述 n 飞 l 一 型塑堂塑l 譬枳呲 + r e 。 陀仃u 2 0 0 7 年，m o l i i 巩p 等人用1 氨基二茂铁乙酮作原料，合成了含二茂铁取代基 的联噻唑冽( s c h e m e2 2 ) 。 o 耖l n h 2 f e o c - dl 硎fo l r ，t h f e t 3 n 门r h f s c h e m e2 2 2 0 0 7 年，j i a i l 】【i i lf a n g 小组以溴代二茂铁乙酮为原料，合成了含二茂铁基团的 噻唑类杂环化合物聊】( s c h e m e2 3 ) 。 = 矿卧3 f e o：= 兰：= 兰 气吝茎1 2 ，4 m i 钇o i e l d a ，c l s i m e 3 e t h a n o l n b s t h i o u 怆a s c h e m e2 3 n h 2 1 9 9 6 年，s p e r 0 ，d 等人利用2 溴1 ，1 二乙氧基乙烷将硫代酰胺基团关成噻唑 环【2 5 】( s c h e m e2 4 ) 。 a c h f f0 e t b r 人o e t s c h e m e2 4 a c h 1 9 9 6 年，s m i t l l k 等人以2 氨基吡啶为原料，经过多步反应，最终得到吡啶 并噻唑杂环化合物幽( s c h e m e2 5 ) 。 二茂铁取代的噻唑类杂环化合物的合成文献综述 n h 2 t b u c o c n h c o t b u s c h e m e2 5 r e 伺u 5h s 泸b u n 1 9 9 7 年，m 矾船m ，d s 等人将口巯基酮与亚胺反应，再脱去一分子水，得到 噻唑类杂环化合物【2 7 1 ( s c h e m e2 6 ) 。 p 卫心p r j o h r f 人s h 显r ，旦r ，h r ，r 屉r ， s c h e m e2 6 r 1 2 0 0 2 年，s a 锄a l ，p 等人在甲醇和四氢呋喃存在的条件下合成了噻唑类杂环化 合物【2 8 】( s c h e n 坨2 7 ) 。 r | m ，n n + = - 一c o o e t 竺r 烬0 0 e t +n - - 暑 一c o o e t - 骖 。 m e 3 s i r 。 s s c h e m e2 7 2 0 0 7 年，r a o 小组报道了利用超分子催化剂环糊精来催化合成噻唑的反应【2 9 】 ( s c h e m e2 8 ) 。 s ，几 堕! 苎：! 竖! 型! 堕! 旦生壁：2 ， r z 。n h 2 h 2 0 ，a 幻n e ( 1 5 = 1 ) ， 2 5 0 c s c h e m e2 8 2 0 0 7 年，俄罗斯的t i m o s h l ( i m 小组报道了异腈参与的合成苯并噻唑的反应，产 z 丫凡 迂 融阿 飞疗 o y 足归爻 他 吖 r n 醚 r 二茂铁取代的噻唑类杂环化合物的合成文献综述 率较高【3 0 1 ( s c h e m e2 9 ) 。 q ：i ：2 n c - nh r c o n c a q 。h c ，- p r oh r e f i u x s c h e m e2 9 q n 畏 2 0 0 7 年，s r i l l i v 嬲观，k 等人用硫代酰胺和溴代苯乙酮反应，合成了芳基取代的 噻唑类杂环化合物【3 1 】( s c h e m e3 0 ) 。 了叫v r 旱a r 2 0 0 8 年，d o i n i n i q u c ，r j 、组将硫代芳基甲酸甲酯与氨基酸应，合成了噻唑类杂 环化合物【3 2 1 ( s c h e m e31 ) 。 j r 父萼姆吣吣义了弋急r 义公r 籼 1 9 8 5 年，s a d d s 和f a i s a l 使用溴氧化1 苯甲酰基3 ( 2 吡啶基) 硫脲得到n 噻唑 【4 ，5 】并吡啶苯甲酰胺【3 3 1 ( s c h e i m3 2 ) 。 q ；员搿员p h 半q 卜卫p h 1 9 9 3 年，p r a v n ，k n 等人使用五氯化磷和三氯氧磷，在加热的条件下将含有 萘环的硫脲关环得到噻唑 4 ，5 并萘环三环化合物【3 4 】( s c h e i n e3 3 ) 。 o m竺裟 一 。肿 二茂铁取代的噻唑类杂环化合物的合成文献综述 h n 且纣且p h p c i 5 。p o c l 3 ，h e a t i n g 7 0 h n 1 广p h i i o s c h e m e3 3 1 9 8 9 年，k 吼a l a k 使用五氯化磷和三氯氧磷氧化含有嘧啶环的硫脲，得到 嘧啶并噻二唑稠环化合物【3 5 】( s c h e n l e3 4 ) 。 q n 员n 员p h p c i 5 p o c l 3 ，h e a t i n g 5 5 s c h e m e3 4 积n 卫p h 1 9 8 7 年，b r a u 【1 l ( o ，s 等人用2 0 的盐酸将含有吡嗪环的硫脲关环，得到噻唑 4 ，5 】 并吡嗪稠环化合物【3 6 】( s c h e m e3 5 ) 。 2 0 h c l h e a t i n g ，2 h 5 8 ( # n h 卫。氐 s c h e m e3 5 2 0 0 1 年，m i c h a l ，h 使用甲醇钠将1 苯甲酰基3 ( 2 氟5 一硝基苯基) 硫脲关环得 到苯并噻唑杂环化合物d 7 】( s c h e i n c3 6 ) 。 篙一洲取卜卫p h _ _ _ 1， 4 5 o ，n 、n 通过查阅文献，我们知道合成噻唑及其衍生物的方法有很多( 例如：硫脲及 其衍生物跟炔烃化合物反应，亚胺与仅巯基羧酸反应等) ，但是含二茂铁结构的该 类化合物的合成报道较少。因此，我们以二茂铁甲酸为初始原料，设计并合成了 一系列新颖的具有二茂铁特殊结构的噻唑类杂环化合物，此类化合物在生理和药 理活性研究方面前景广阔。 能 o = n h s = n n 认 ( 卧 o = s = 以 州 二茂铁取代的噻唑类杂环化合物的合成结果与讨论 二、结果与讨论 一、 ：口7 - | c 叫p jp 己 2 1 二茂铁取代的手性噻唑类杂环化合物的合成 2 1 1 三天然氨基酸甲酯盐酸盐的制备 我们将三天然氨基酸与甲醇和二氯亚砜反应，得到相应的三一天然氨基酸甲酯 的盐酸盐( a - e ) 。 r 丫c o o h n h 2 s o c l 2 m e o h r c o o m e 忐uu ，、 ( a - e ) n h 2 h c i 、一。 r ： a = c h 3 ，b = mc = p h c h 2 ， d2 ( c h 3 ) 2 c h ， e = ( c h 3 ) 2 c h 2 c h s c h e m e3 7 铲。h 默爿n 2 鼍三兰 | 且如e 9 ooo 叠 k 丫c 0 0 m e n h 2h c 。 ( 1 a 1 e ) 二茂铁取代的噻唑类杂环化合物的合成结果与讨论 1 a b l elt h ec o l o r ，s l a t ea n dy i e l d0 fl a l e 化合物1 a 的结构鉴定 留且n 且n 江5 吆妙n 且n 0 曩0 2 f e ，h哏b o o m e ，f 。9 5 5 、瑚 f i g 2 化合物1 a 1 e 的结构通过核磁共振光谱和高分辨质谱得到了证实。以化合物1 a 为例：化合物1 a 的氢谱中61 1 0 9 ( s ，1 h ，n h ) 为酰胺氮原子上的一个氢，68 5 5 ( s ， 1 h ，n 均为氨基酸氮上的氢，65 0 2 ( m ，1 h ，c h ) 为氨基酸甲酯中次甲基上的氢，j 4 7 9 - 4 2 9 ( m ，9 h ，f c 一均为二茂铁上的氢，61 5 9 ( d ，= 6 7h z ，3 h ，c h 3 ) 和63 8 0 ( s ， 3 h ，o c h 3 ) 分别为氨基酸甲酯中甲基和甲氧基上的氢( f i g 2 ) ；在高分辨质谱中找 到了化合物1 a 的分子离子峰3 7 4 0 3 6 9 ( ，蚴，理论值为3 7 4 0 3 8 8 。鉴于以上分析，我 们认为f i g 2 所示结构就是化合物1 a 的结构。 2 1 3 二茂铁取代的手性噻唑类杂环化合物的合成 我们以合成好的手性硫脲1 a 1 e 为原料和溴丙酮反应，制备生成了二茂铁取代 的手性噻唑类杂环化合物2 ( s c h e m e3 9 ) 。 二茂铁取代的噻唑类杂环化合物的合成结果与讨论 1 a 1 e o l b r n 处 占。r飞金m e o o c r 2 a 2 e r ： a = c h 3 ， b = p t l ， c 2 p h c h 2 ，d = ( c h 3 ) 2 c h ，e = ( c h 3 ) 2 c h 2 c h s c h e m e3 9 化合物2 a - 2 e 的熔点、状态和产率见t a b l e2 ： i a b l e2t h em p ，s t a l ea n d y i e l do f2 a - 2 e 4 i s o l a ：c e dy i e l d 对表中数据进行分析，当r 为芳香族取代基时，产率较低，而为脂肪族取代 基时产率普遍较高；另外，当r 的位阻较大时，产率也会降低，从表中可以看出， 2 d 的产率就比2 a ，2 c ，2 e 的略低。 化合物2 a 的结构鉴定 秽n 为3 砂n 1 卫3 占岬o c 冬一们2 弋0 0 c 弋一l 8 2 二茂铁取代的噻唑类杂环化合物的合成结果与讨论 化合物2 a 2 e 的结构通过核磁共振光谱得到了证实。以化合物2 a 为例：化合 物2 a 的氢谱中61 8 2 ( s ，3 h ，c h 3 ) 为氨基酸甲酯中甲基上三个氢，62 3 2 ( s ，3 h ， c h 3 ) 为噻唑啉上甲基氢，j3 7 1 ( s ，3 h ，o c h 3 ) 为甲氧基上三个氢，64 1 3 4 9 6 ( m ， 9 h ，c l o h 9 ) 为二茂铁上的氢，占4 8 3 ( s ，1 h ，c h ) 为氨基酸甲酯中次甲基上一个氢， 艿6 2 3 ( s ，1 h ，c h ) 为噻唑啉上的一个氢( f i g 3 ) ；在高分辨质谱中找到了化合物 2 a 的分子离子峰4 1 2 0 5 2 9 ( 珊幼，理论值为4 1 2 0 5 4 4 。综上分析，我们可以确定化 合物2 a 的结构如上图所示。 合成二茂铁取代的手性噻唑环的反应机理( s c h e i n e4 0 ) 昭专卜僦叱 卜萨 ，lb r o n 2 u u o h 3 卜el 一 i f 按兰艮按一f 乒最e m e o o c 人rm e o o c 人r f 少n 人岱n n m 。 i s c h e m e4 0 硫代酰胺的共振结构在碱的催化下，巯基脱去氢原子生成了硫负离子，再与 溴丙酮反应得至i j 化合物i 。化合物i 在碱性环境下，羰基与仲胺缩合，得到了化合 物，进一步脱水生成目标产物。 2 2 二茂铁取代的吡啶并噻唑杂环化合物的合成 我们首先使用带有不同取代基的2 氨基吡啶，合成一系列硫脲，接着再与二醋 酸碘苯反应，通过t l c 监测反应，发现产物单一，溶剂不参与反应。 r 一 暑人o = 一 层 洲h o = 一 嚣 s = o = 二茂铁取代的噻唑类杂环化合物的合成结果与讨论 秽c k s c n f e ：二= ： 9 s 铲科且科仑f e hh n r ( 3 a - 3 f ) o 儿n ：c ：s r f e 一 l b d 铲趟弋f e ” n ( 4 a - 4 f ) n h 2 r r ：a = 1 - h ，b = 4 一m e ，c = 5 一m e ，d = 5 - b r ，e = 5 - c l ， f = 3 - n 0 2 s c h e m e4 1 化合物4 a 4 f 的熔点、状态和收率见t a b i e3 ： i a b l e37 n 圮m p ，s 1 a t ea n d y i e l do f4 a 一4 f 4 玉e c r y s 钯l l i z e dy i e l d 表中数据可以看出：3 b ，3 c 的产率略高，这是由于在这两个化合物中，r 为供 电子基团，使得氨基n 上电子云密度增加，亲核反应能力增强，故而产率较高； 当r 为弱吸电子基时，对反应的产率没有太大影响，而当r 为强吸电子基时，反 应不发生，因为强吸电子基使n 上电子云密度降低，亲核性减弱，反应不能进行。 化合物4 c 的结构鉴定 二茂铁取代的噻唑类杂环化合物的合成 结果与讨论 化合物4 a 4 f 的结构通过核磁共振光谱和高分辨质谱得到了证实。以化合物4 c 为例：化合物4 c 的氢谱中j 2 4 1 ( s ，3 h ，c h 3 ) 为甲基上三个氢，占4 1 7 5 1 3 ( m ，9 h ， c l o h 9 ) 为二茂铁上的氢，j 7 6 1 ( s ，1 h ，c h = c c h 3 ) 和万7 6 4 ( s ，l h ，c h = n ) 分别 为吡啶环上的两个氢，68 1 8 ( s ，l h ，n h ) 为酰胺氮上的氢( f i g 4 ) ；在高分辨质谱 中找到了化合物4 c 的分子离子峰3 7 7 0 2 7 3 ( ，蚴，理论值为3 7 7 0 2 8 5 。由上述分析 可知，化合物4 c 的结构如f i g 4 所示。 8 1 8 f i g 4 可能的反应机理如下：( s c h e m e4 2 ) so n 八n 人f c hh - a c o h 可盹需 o 。 p j 龟 3 4 1 7 6 4 s c h e m e4 2 4 硫脲的共振结构2 中，硫负离子进攻碘离子，脱去一分子醋酸，得到化合物3 ， 化合物3 中，吡啶环上的氢发生转移，同时消去一分子的醋酸和一分子碘苯，得到 目标产物4 。 声氛n 1 l ， o 儿 = o k 1 _ q s沪n 囊茂铁取代的噻唑类杂环化合物的合成 结果与讨论 2 3 二茂铁取代的嘧啶并噻二唑杂环化合物的合成 接着，我翻又馒雳带有不同取代基的2 氨基瞳啶，与异硫氰酸酯反应合成硫 脲，进而与二醋酸碘苯反应，t l c 监测反应，发现该反应同样得到单一产物。经 过对其进行结构表经，确定其为关环产物睦啶并噻二睦类稠环化合物。 掣d 眦n 卜e ：- 囝 秽抖且斟蜇r 妙n 且n “ f e hh k 誓 r 2 5 a - 5 d o 八n 嚣c = s f e 硷 i b d r ：卓 尽1 oi 1 铲甜娘r 2f eh 、n 从p r 2 6 a - 6 d a ：r l = m e ，r 2 = m e ；b ：r l = o 】慨，r 2 = o m e ； c ：r l = o m e ，r 2 = c l ；d ：r l = c l ，r 2 = c 1 s 吨e m e 4 3 化合物6 a - 6 d 的熔点、状态和收率见t a b l e4 ： i i l a b l el1 f l l em p ，s t a 圭ea m 蠢y i 或do f 6 a - 6 d 4 r e c 搿s t a l l i z e dy i e l d 由表中数据可知，当2 一氨基嘧啶中连有吸电子时，反应不发生，因力吸电子 基使氨基n 上的电子云密度降低，亲核性减弱，反应不能进行。 二茂铁取代的噻唑类杂环化合物的合成结果与讨论 化合物6 a 的结构鉴定 化合物6 a 6 d 的结构通过核磁共振光谱和高分辨质谱得到了证实。以化合物 6 a 为例：化合物6 a 的氢谱中万2 6 7 ( s ，3 h ，c h 3 ) 和6 2 7 5 ( s ，3 h ，c h 3 ) 分别为两个 甲基上的氢，j4 1 8 5 1 5 ( m ，9 h ，c l o h 9 ) 为二茂铁上的氢，j6 8 2 ( s ，1 h ，c h = c ) 为嘧啶环上的一个氢饵i g 5 ) ；在高分辨质谱中找到了化合物6 a 的分子离子峰 3 9 2 0 4 0 2 铆伪，计算值为3 9 2 0 3 9 4 。综上分析，我们确定化合物6 a 的结构如f i g 5 所示。 2 6 7 且n 之儿n 筝 f e n 反应机理如下：( s c h e i n e4 4 ) f i g 5 钭廿一 邺毒冷百艮詈 p | 、o a c 2 7 5 6 8 2 s c h e m e4 4 a c o h f c ；芦= = 昔 。甲c h 3 f c 冷洲3 n 7 。“3 8 硫脲的共振结构6 中，硫负离子进攻碘离子，脱去一分子醋酸，得到中间体7 ， 7 中硫代酰胺n 上的氢发生两次迁移，同时消去一分子醋酸和一分子碘苯，得到化 合物8 。 二茂铁取代的噻唑类杂环化合物的合成结果与讨论 2 4 二茂铁取代苯并噻唑并噻二唑杂环化合物的合成 为了进一步巩固此类反应，我们又用含有不同取代基的2 氨基苯并噻唑与二茂 铁取代的异硫氰酸酯反应，得到苯并噻唑并噻二唑杂环化合物。 2 从c l k s c n 卜e 一 秽鹤且鸽弋 妙n 且n o f e hh n 1 7 a - 7 c ) s 沪n h 2 n ( 8 a - 8 c ) r ：a = h ，b = c l ， c = o e t s c h e m e4 5 化合物8 a 8 c 的熔点、状态和收率见t a b l e5 ： i - a b l e5 i h em p ，s t a t ea n dy i e l do f 8 a - 8 c r 4 r c c w s t a j l i z e dy i e l d 化合物8 a 的结构鉴定 f i g 6 1 9 7 4 4 7 8 7 o 儿 = 二茂铁取代的噻唑类杂环化合物的会戚结果与讨论 化合物8 a 8 c 的结构通过核磁共振光谱和高分辨质谱得到了证实。以化合物8 魏 为例：化合物8 a 的氨谱中j4 1 9 5 1 5 ( m ，9 h ，c l o h 9 ) 为二茂铁上的氢，艿7 4 4 7 8 0 ( m ，4 h ，a 卜均为苯环上的氢( f 嘻6 ) ；在高分辨质谱中找到了化合物8 a 的分子离子 蜂4 1 8 。9 8 6 5 加哟，理论值为4 1 8 。9 8 4 9 。鉴于以上分析，我们认为化合物8 a 的结构如 上图所示。 此三环化合物的形成机理与嘧啶并噻二唑环的机理相似。 2 5 其它杂环化合物的合成 在以上工作的基础上，我们用滇代樟脑与二茂铁取代的硫脲反应，希望生成 关环产物l o a ，但是该反应没能实现，却褥到了脱硫产物l l a 。 、 o 八o h f e o 吲5 写莎，瞒e n 4 f e _ 砂n 儿n h p h f e h 下h f 溴代樟脑 1 忑 反应结果见t a b i e6 ： s e h e m e4 6 繇b l 霉6 糯氆p 。，媳睡雒d y i e l d o f 弛，薹l 霉 o n ，k n h p h h 1 1 a 口i s o l a l e d y i e l d 上述反应中，由9 a 制备n 鑫的反应没有实现，这是因为溴代樟脑的位阻太大， 二茂铁取代的噻唑类杂环化合物的合成结果与讨论 从而影响了反应的进行，通过t l c 法监测，不能判断有无新产物生成，通过培养 单晶，发现该反应得到了9 a 的脱硫产物l l a 。 9 a 的x 射线衍射实验与晶体数据分析如下：选取0 3 4i 姗o 3 0m m 0 1 8 强大小的红色单晶，置于砒g a k um e r c u 巧c c d 面探衍射仪上，采用m o k 伐射线 ( 见= 0 0 7 1 0 7 0n m ) ，衍射数据在1 9 3 ( 2 ) k 温度下收集，以咖2 0 扫描方式在3 o o 。 c ( 3 ) 2 0 3 7 ( 4 )n ( 2 ) - c ( 1 2 ) 1 3 2 1 ( 5 ) c ( 8 ) - c ( 9 )1 4 1 3 ( 5 ) f e ( 1 c ( 8 )2 0 3 9 ( 4 )n ( 2 ) - c ( 1 3 )1 4 2 8 ( 5 )c ( 9 ) - c ( 1 0 )1 4 0 8 ( 5 ) f e ( 1 ) c ( 2 )2 0 4 l ( 4 )c ( 1 ) - c ( 2 ) 1 4 2 0 ( 6 ) c ( 1 3 ) - c ( 1 4 )1 3 6 6 ( 6 ) f e ( 1 ) - c ( 5 )2 0 4 l ( 4 )c ( 1 ) - c ( 5 )1 4 2 1 ( 6 )c ( 1 3 ) 一c ( 1 8 )1 3 8 3 ( 6 ) f e ( 1 ) _ c ( 1 )2 0 4 2 ( 4 )c ( 2 ) - c ( 3 )1 4 0 1 ( 6 )c ( 1 4 ) 一c ( 15 )1 4 0 5 ( 6 ) f e ( 1 ) c ( 1 0 )2 0 5 0 ( 4 )c ( 3 ) - c ( 4 )1 3 9 9 ( 6 )c ( 1 5 ) - c ( 1 6 )1 3 8 2 ( 7 ) f e ( 1 ) 一c ( 9 )2 0 5 5 ( 4 )c ( 4 ) - c ( 5 )1 4 1 3 ( 6 )c ( 1 6 ) - c ( 1 7 )1 3 6 2 ( 7 ) s ( 1 ) c ( 1 2 )1 6 6 l ( 4 )c ( 6 ) c ( 1 0 )1 4 2 9 ( 5 )c ( 1 7 ) 一c ( 1 8 )1 3 8 7 ( 6 ) h y d r o g e - b o n d i n g d i s t h y d r o