（有机化学专业论文）锆参与的多取代3碘代茚和2吡啶酮衍生物的合成研究.pdf

摘要 本论文包括两部分，一是在锆参与下合成多取代的3 一碘丙烯一卜醇，然后在 三氟化硼乙醚溶液的催化下环化合成多取代的3 碘代茚的研究；二是锆参与合成 2 一吡啶酮衍生物的研究。 多取代茚衍生物具有多种生物活性，可以用于医药、农药；也可以作为配体 用于金属配合物中，尤其在b 金属配合物催化烯烃聚合反应。发展一种高效、 简洁的多取代茚合成方法一直是合成化学家追求的目标之一。尤其是含卤素的茚 环构建，因为卤代茚衍生物为茚环进一步化学修饰提供了方便。 本文首次报道了在二氯甲烷中用三氟化硼乙醚溶液催化苯取代的3 碘丙烯 基醇傅克烷基化合成多取代的3 碘代茚。该反应在室温进行，反应的时间短， 大部分在三个小时内就反应完。合成了9 个苯取代的3 碘丙烯基醇，其中6 个是 新化合物。将这些苯取代的3 碘丙烯基醇环化成3 碘代茚衍生物，收率在5 5 9 0 。这些新化合物经1 h 和1 3 c 卜恐偶、h r m s 等分析测试手段表征。其中一个 多取代茚经x 单晶衍射证实。其中两个3 碘代衍生物用于s 删偶联，收率分别 为6 5 和6 8 。 2 一吡啶酮是药物和染料中常见的结构单元，根据不同的取代结构可以有不同 的生理活性。 本文报道的多取代2 吡啶酮，从简单的炔出发，在低价锆作用，与异氰酸酯 偶联后形成锆杂氮杂环戊烯化合物，在c u c l 作用下，锆杂氮杂环化合物与炔丙 基溴偶联后高选择性地生成6 甲基2 吡啶酮衍生物。 “一锅法”合成了4 个6 甲基2 毗啶酮衍生物和2 个未环化的烯炔酰胺衍 生物，吡啶酮的收率中等。些新化合物经过1 h 和1 3 c 偶、 m s 等分析测试 手段表征。 关键词：3 碘代茚傅克烷基化s 删l ( i 偶联2 吡啶酮锆杂氮杂环戊烯 a b s t r a c t ac o n v 缸e n tb f 3 e t 2 0 c 如l y z e df r i e d e l c r a f t sc y c l 讫“0 no fi o 曲a t e da l l y l i c a l c o h o l st om u l t i - s u b s t h l t e di r l d e n ed e r i v a t i v e si sr e p o r t e d t h ep r e s e n tr e a c t i o n p r o v i d e sa ne m c i e mp r o t o c o lt o3 - i o d o 一1 日二i n d e n ed e r i v a t i v e si i lg o o dt 0h i g hy i e l d s u n d e rm i l dc o n d i t i o n s f u r m e r ，t b ei o d o m d e n ed e 西a _ t i v e sa r e 、，a l u a b l es ”t l l e t i c b u i l d i n gb l o c l 【sf o re l a b o r a t i o no fm o l e c u l a rc o m p l e x i 吼s u c ha sh lt l l ec o n s t r u c t i o no f m u l t i a 巧ls u b s t i n n e dm d e n e sb ys u 2 姒l ( ic o u p l m g r e a c t i o n 9d e s i g n e d3 i o d o 1 h m d e n ed e d v a t i v e sw e r es y n t h e s 讫e dw i 也m ey i e l d s 丘o m 55 t o9 0 2o ft h ep r o d u c t sw e r ee n l p l o y e dt 0s u z u k ic o u p l i n gr e a c t i o na i l dt h e p r o d u c t sw e r eo b t a i n e dm 6 5 a 1 1 d6 8 y i e l d s ，r e s p e c t i v e l y a nc o m p o u n d sw e r e c h a r a c t e 血e d b y1 ha n d1 3 c 瓜s p e c 订o s c o p y o n eo ft h e 咖c t u r ew a sc o n f i n n e d b ys i n g l ex - r a yd i f h c t i o n s e l e c t i v ep r e p a r a t i o no f2 - p y r i d o n e sd e r i v a t i v e s 丘o mt w od i f i e r e n ta ( ) ，n e sa n d 锄i s o c y a n a t e 、a sa c h i e v e db y an o v e lp r o c e d u r eh 1 、7 v = h i c ha j la u 哆n ea 1 1 d 锄 i s o c y a n a _ t ec o u p l ef i r s tt og i v e 扰a z a z h o n a c y c l o p e n t e n ef o l l o w e db yr e a c t i o nw i m t h ep r o p a r g y lb r o m i d ei nt h ep r e s e n c eo fo 1e q u i vo fc u c l - 7 r h i sp r o c e d u r eg i v e so n l y s i n 9 1 ep r o d u c t so f2 - p y r i d o n e sd e r i v a t i v e sw i 血e x c e l l e n ts e l e c t i v i 够4p r o d u c t sw e r e s y n t h e s i z e dw i t hm o d e r a t ey i e l d s k e yw o i t d ：3 i o d o 1 麒i i l d e n ef r i e d e l c r m sr e a c t i o n s u z u l ( ic o u p l i n g 2 一p y r i d o n e a z a z n o n a c y c l o p e n t e n e 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文 不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名：函：i 三日期：竺兰：兰：兰 学位论文授权使用声明 本人完全了解华东师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学 校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电 子版和纸质版。有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论 文进入学校图书馆被查阅。有权将学位论文的内容编入有关数据库进 行检索。有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在 解密后适用本规定。 学位论文作者签名：pi 小刁 n 日期：! 坠多：l 撇名：易1 f 日期： 华东师范大学理学硕士学位论文 第一章前言 锆金属在地壳中的丰度为0 0 2 2 ，与碳大体相当，是少数价格低廉的过渡 金属之一【1 】。从原子结构看，锆原子的外层电子排布为4 d 2 5 s 2 ，因此金属化合 物中锆的氧化态可以是+ 1 、+ 2 、+ 3 和+ 4 价。但z r ( i ) 和z r ( ) 价态的金属化 合物较为少见，在有机合成中也很少被应用。 1 9 5 4 年，w i l | 血s o n 报道了二氯二茂锆( c p 2 z r c l 2 ) 的合成2 ，这是第一个有 机锆化合物。但是直到二十世纪七十年代有机锆化物才用于有机合成，那就是 s c h w a n z 首先报道的锆氢化反应3 。随后，各种新反应、新方法不断涌现。如n e g i s h i 发展的锆催化下的碳铝化反应4 ，s c l l w a 矗发展的锆参与的共轭加成及酰化反 应，k 锄m s l ( y 发展的茂锆金属催化的烯烃聚合反应6 等。二十世纪八十年代， n e g i s h i7 、t a k a h a s h i 8 和b u c h w r a l d 9 等人对有机锆化学，尤其是二茂锆化学进行了 深入和系统的研究，将锆化学带入更加宽阔的研究领域。目前，有机锆化学不仅 是有机化学基础研究的一个活跃领域，并被应用于复杂天然产物的合成、有机功 能材料以及不对称催化合成中。 1 9 8 6 年，n e g i s h i 报道了c p 2 z r b u 2 ( n e g i s h i 试剂) 旧，随后，t a l ( a h a s h i 发 展了c p 2 z r 】巳t 2 ( t a k a h a s h i 试剂) 1 1 等活性二茂锆物种。从n e g i s h i 试剂和t 狄a h a s h i 试剂出发可以方便的分别制取锆杂环戊二烯和单烯，他们可以有效地实现炔烃的 环化1 2 、聚合1 3 、偶联1 4 、加成1 5 、插入1 6 和卤化1 7 等多种反应，尤其在合成多取代 环状化合物和功能化合物方面表现出良好的应用前景。这里主要介绍锆杂环戊烯 参与的成环反应研究进展。 1 1 三元环化合物 s i m m o n s s r n i t h 试剂或碳卡宾试剂( c b r c l 3 + b u l i ) 可以将锆杂环戊二烯的 一个烯烃环丙烷化堪( s c h e m e1 1 ) 。 r b r 印2 z 江r r r e a g e n ti ) c b r c l 3 ，b u l i r e a g e n ti i ) e t 2 z n ，c h 2 1 2 卜c p ：z 蘩1 l h 3 0 + x = ho rc i ( s c h e m e1 1 ) 锆杂环戊单烯与4 一溴丁烯偶联后经过一个y 消除后也能得到环丙烷1 9 ( s c h e m e1 2 ) 。 r r k r 荔 华东师范大学理学硕士学位论文 r 1 三 一r 2 c p 2 z r 一一一 c p 2 刁 b r ，胁b ， 嘞z 打呼笙三! r 1 r 2 h + ( d + o r l 2 ) r 1 r 1r 2 r 2 ( s c h e m e1 2 ) 1 2 四元环化合物 虽然锆杂环戊二烯经还原消除就可以得到环丁二烯，但是环丁二烯很容易 发生二聚2 0 ，锆促进的四元环化合物还是比较少见。当过量的格式试剂( e 似g b r ) 存在时，二氯二茂锆可以催化卤代炔烃和格式试剂生成环丁单烯2 1 ( s c h e m e1 3 ) 。 e t m g b r ( 3e q u - v ) c p 2 z r c l 2 ( 1om o i ) t h fr o o m t e m d 2 4h ，r f = r u ( s c h e r n e1 3 ) 1 9 9 8 年，t a k a h a s h i 报道了q 位炔基取代的锆杂环戊烯在三甲基磷的存在下 发生还原消除反应生成环丁烯衍生物。除了三甲基磷，3 一己炔和丁炔二酸二甲酯 等炔烃也能够促使该类还原消除反应的发生2 2 ( s c h e m e1 4 ) 。 c p 2 z r 2e q u i v p m e 3 5 0 9 h a f p h p m e c 6 h 4 p m e o c 6 h 4 广、 c p 葛 p m e 3 “ r t 2 h ( s c h e m e1 4 ) 2 0 0 5 年刘元红研究员报道了由低价锆促进的氮杂芳基炔丙胺的环化二聚， 得到高区域和立体选择性的环丁烯产物2 3 ( s c h e m e1 5 ) 。 1 3 五元环化合物 1 3 1 五元杂环化合物 2 肿些 华东师范大学理学硕士学位论文 焉扎鲁型3 x 2 t hi a z o i y i e t c w i g h 侍咖a n ds f e 传。s e e 嘶 ( s c h e m e1 5 ) f a g a n 和n u g e n t 将锆杂环戊二烯通过金属转移试剂实现金属杂环的转移。这 样就可以较为简捷的实现磷、硅、硫、锡、锗、锑、铬等多种非金属或金属杂环 戊二烯的合成2 4 ( s c h e r n e1 6 ) 。该反应要求至少含有两个卤素取代基，这样有机 锆才能够以c p 2 z r c l 2 的形式从锆杂环戊二烯中解离，作为诱导因素促使杂环转移 反应发生。 r b r 印2 z 从r r e x 2 t h f 尺r e 、j + c p 2 z 疋1 2 丫r 叫产2 e = p h p m e 2 s n c 1 2 g e ，p h b ，p h a s p h s b ，p h b i ，b r 2 s i ，s ，s e ，c l c re t c ( s c h e m e1 6 ) 除了用金属转移试剂来获得五元杂环化合物外，锆杂氮杂环戊烯 ( a 2 a z i r c o n a c y c l o p e n t e n e ) 与酰氯在c u c l 的存在下生成吡咯衍生物2 5 ( s c h e m e 1 7 ) ，而锆杂氧杂环戊烯( o x a z h o n a c y c l o p e n t e n e ) 与丙炔酸酯在c u c l 的存在下生 成二氢呋喃衍生物2 6 ( s c h e m e1 8 ) 。 r 1 颤一 ，z 庀p 2 r 3 人n r 4 r 1 r 以 r 3 c f 矾陇 r 4 r c o c i h 3 + o c u c i r t ( s c h e m e1 7 ) 三三一c o o r h 3 + o 1 3 2 五元碳环化合物 c u c i r t ( s c h e m e1 8 ) 0 0 r 时 r x o 、必羡 r 华东师范大学理学硕士学位论文 以锆杂环戊二烯为前体形成五元碳环化合物时需要引入一种“一碳单元 ( o n e c a r b o nl u l i t ) ，一氧化碳2 7 、烯基卤化物2 8 、丙炔酸酯2 9 、草酰氯3 0 、醛3 1 和 偕卤化合物3 2 等都可以作为“一碳单元参与反应( s c h e m e1 9 ) 。 r r r r o r r 以 r s 矾阮 r 嚣 r r 3 也 主 凸 3 o o r r o r r r r o r ( s c h e m e1 9 ) 锆杂环戊单烯与酰氯在c u c l 存在也可以合成环戊二烯衍生物3 3 ( s c h e m e 1 1 0 ) 。呲a h a s h i 利用锆杂环戊单烯与异氰酸酯偶联后，在c u c l 存在时与高共轭 烯烃反应合成环戊烯酮衍生物3 4 ( s c h e m e1 1 1 ) 。 r r 似 i，z c p 2 r c o c c u c ( s c h e m e1 1 0 ) 町洲啦。 p 蔗n c u c ( s c h e m e1 1 1 ) 4 h + 一p h p r 阿扫 华东师范大学理学硕士学位论文 1 4 六元环化合物 利用锆杂环戊二烯为前体，通过引入烯烃、炔烃、羰基和偶氮等基团可以 合成多取代的苯衍生物、吡喃和哒嗪等化合物3 5 。当炔烃在c u c l 存在时与锆杂环 戊二烯合成多取代的苯环衍生物中3 6 ，炔烃必须是经活化的炔烃，而用 n i x 2 ( p p h 3 ) 2 作金属转移试剂后”，无论是活化的还是非活化的炔烃都可以参与反 应( s c h e m e1 1 2 ) 。 r r 。p r c 0 2 、n i p 厄0 2 n r c o o m eo r r 。 c 0 0 m e o rr - 主 善 r lll r 3 正 至 o c ) 丁 c ) r r r r 夕 r r r r r r ( s c h e m e1 1 2 ) 当锆杂环戊单烯与腈基化合物或异氰酸酯化合物偶联后在n 2 ( p p h 3 ) 2 作用 下可以与另一分子炔发生反应生成高区域选择性的吡啶或2 吡啶酮衍生物3 8 ( s c h e m e1 1 3 ) ，而锆杂环戊二烯并不与腈基化合物或异氰酸酯发生反应。但是当 用c r c l 3 将锆杂环戊二烯转移为铬杂环戊二烯后可以直接发生反应吡啶或2 毗啶 酮衍生物 ( s c h e m e1 1 4 ) 。我们组利用锆杂环戊单烯与醛、酮偶联后在c u c l 存在 下与d m a d 反应得到了六元环内酯4 0 ( s c h e m e1 1 5 ) 。 e e m m o o鼋。o 2 印 办 r串rrxr rr 华东师范大学理学硕士学位论文 r 2 r 叫 ，z 吒p 2 r 忆p 2 n i c l 2 ( p p h 3 ) 2 5 0 r r r r r c n p h n c o 5 0 r 2 c r c l 3 z 旧p 2 r 2 r 2 n i c l 2 ( p p h 3 ) 2 ( p p h 3 ) 2 r 3 毫三示4 。卜 5 0 ( s c h e m e1 1 3 ) r ( s c h e m e1 1 4 ) r o o c _ 三三三一一c o o r c u c i r c n r n c o o r r 2 p h r r 3 r 4 r r ( s c h e m e1 1 5 ) 1 5 七、八元环化合物的合成 七、八元环化合物的合成一般是通过二卤化合物与锆杂环戊二烯发生亲核取 代反应来实现的，并且很多时候底物需要一个并环结构4 1 ( s c h e m e1 1 6 ) 。 眦a s h i 报道了锆杂环戊二烯的自身环化生成环辛四烯，不要求底物有并环 r r z r c p 2 1 ) 2 0c u c i ，r t 2 ) n b s ，7 8 r r rr ( s c h e m e1 1 7 ) 6 r r rr rr r r r r 华东师范大学理学硕士学位论文 结构4 2 ( s c h e m e1 1 7 ) 。 r 以 r 矾阮 兰 q c u c i 哎b r r r r r r r r r r ( s c h e m e1 1 6 ) 本论文的立题 在合成并环结构的方法中，可以用环状二卤化合物与锆杂环亲核取代，也可 以用带有并环的锆杂环参与反应。席振峰教授等报道了两种由非并环底物合成多 取代茚的方法，一种是锆杂环戊烯和芳基酮偶联成锆杂氧杂环戊烯，然后酸性水 解就得到多取代茚4 3 ( s c h e m e1 1 8 ) 。另一种方法是利用含芳基的炔与另一分子炔 偶联得到锆杂环戊二烯后在浓硫酸长时间作用下( 3 6 h 1 4 d ) ，得到多取代茚 ( s c h e m e1 1 9 ) 。在第一种方法中，底物只局限于芳基酮，而第二种方法需要较长 的反应时间。 r o p h e 三三一r 1 + r 2 _ 三三- - r 3 c p 2 z r 】 ( s c h e m e1 1 8 ) 【c p 2 z r 】 r 2 r ( s c h e m e1 1 9 ) 由于多取代茚的潜在生物活性及其合成方法的局限性，我们期望发展一种普 适的合成方法。同时希望能对生成的茚作进一步的修饰，而锆杂氧杂环戊烯可以 7 华东师范大学理学硕士学位论文 通过碘解，方便地得到含碘烯丙醇化合物4 4 ( s c h e m e1 2 0 ) ，我们用这种底物对多 嘟铎掣摇 ( s c h e m e1 2 0 ) 吡啶酮部分的工作则源于我们最初用n 2 ( p p h 3 ) 2 作金属转移试剂合成吡啶 酮衍生物”( s c h e m e1 1 3 ) 和将烯丙基氯用于合成二氢吡啶酮衍生物4 5 ( s c h e m e 1 2 1 ) 。锆杂氮杂环戊烯与烯丙基氯的反应在碘的诱导下生成了碘代二氢吡啶酮。 为拓展底物，我们选择了炔丙基溴作为烯丙基氯的替代物。结果发现在这种条件 下无需加入碘就可以合成吡啶酮类衍生物。 p h n = c = o 厂c i = = ： c u c l ( s c h e m e1 2 1 ) 8 r p h 忆 r 已 华东师范大学理学硕士学位论文 第二章锆参与的多取代3 卤代茚的合成与反应 第一节引言 多取代茚衍生物作为多种生物活性分子的构建单元是非常有用的重要化合 物4 6 。可以用于医药、农药、功能材料等，如i n d e n e s 仃0 1 a ( f i g u r e2 1 ) 是一种能够 降低雌激素副反应并抑制乳腺癌的增长4 1 ； p h e l l i 鲥d i l lg ( f i g u r e2 2 ) 对癌细胞有 一定的细胞毒素铝；而茚取代肟醚类化合物对小麦白粉病和黄瓜霜霉病毒都有较 高的防效4 9 ( f i g u r e2 3 ) 。它们也作为配体用于金属配合物中，尤其在b 金属配合 物催化烯烃聚合反应5 0 。如双( 2 苯基茚) 二氯化锆在m a 0 的作用下，催化丙肺聚 合可以产生全同立构和无规聚丙烯链段交替出现的嵌段聚丙烯”。 h o o h i n d e n e s t r o la ( f i g u r e2 1 ) 卜x c h 3 h 3 c o n r 烈 ( f i g u r e2 3 ) o p h e l l i 伊i d i ng ( f i g u r e2 2 ) 第二节多取代茚衍生物的合成研究进展 由于多取代茚衍生物的多种生物活性功能，研究人员发展了不少的合成方 法5 2 。在合成茚衍生物的方法中，最经典方法包括酸催化的苯取代的烯丙醇或苯 取代丙烯成环反应5 3 、取代环丙烯的扩环5 4 、有机金属对茚酮的加成后脱水5 5 等。 9 华东师范大学理学硕士学位论文 除了这些经典方法外，近几年金属催化的方法也被发展，如钯催化的芳卤炔碳化 5 6 、钯催化的醛亚胺和乙炔的 3 + 2 】成环”、2 烷基- 1 - 苯基烯通过亚乙烯基钌促进 的1 ，5 氢迁移成环等5 8 。 2 1 环丙稀的扩环成茚 a 1 b e r tp a d 、v a 报道了不同取代环丙烯的光学重排，但是这些重排很少得到单 一产物( s c h e m e2 1 ) ，后来他们又研究了热力学重排以及高氯酸银促进的重排 反应机制5 4 。 卧v 洲3 p h r p h p h r c h 3 r = a l i y i ( s c h e m e2 1 ) 施敏研究员报道了用烯基环丙烷与醛酮( 或用醇保护的缩醛) 或亚胺反应成 茚5 9 ( s c h e m e2 2 ) 。 r 遮r 2 + c 。h 。c h 。 r 1 = r 2 = c 6 h 5 c 6 h 5 c 6 h 5 。h + c 6 h 5 ( s c h e m e2 2 ) 2 2 苯取代的烯丙基正离子环化合成多取代茚 苯取代的烯丙基正离子发生分子内f c 烷基化反应生成取代茚是比较常见的 反应5 3 ( s c h e m e2 3 ) 。烯丙基正离子通常由烯丙基醇或共轭二烯在过量强酸如浓 硫酸或氟磺酸作用下产生的。 洲p h 9 6 h 2 s 0 4n a o h h 。瓦了 p h ( s c h e m e2 3 ) 2 0 0 6 年，林国强研究员报道了用三氟化硼乙醚溶液或三氯化铝促进苯取代的 共轭二烯发生分子内f c 烷基化反应6 0 ( s c h e m e2 4 ) 。这个反应需要1 0 e q 的三氟 化硼乙醚溶液，催化量( o 1 e q ) 生成的产物比较杂乱。 华东师范大学理学硕士学位论文 r 2 r 3 r 2 ( s c h e m e2 4 ) 2 3 主族金属试剂参与的成茚反应 这类反应通常是茚酮与镁或锂试剂作用后脱水、苯基醛酮与镁或锂试剂作用 后利用烯丙醇得苯基烯丙基正离子环化成茚或者带有羟基的卤代苯与过量的锂 试剂作用后和醛酮反应成茚5 5 ( s c h e m e2 5 ) 。 c 2 f 5 l 1 ) n c 4 h 9 l i ( 2 e q ) b r 。1。” c h 。0 h2 ) c y c l o h e p t a n o n e 3 ) h 2 0 2 f 5 f 3 a c i d a d d ( m _ l d ) h 2 ) 4 _ 可矿 f 3 f 5 f 3 c f 3 ( s c h e m e2 5 ) h 2 ) 4 h 2 ) 4 华东师范大学理学硕士学位论文 2 4 过渡金属促进合成多取代茚 近年来随着金属有机的发展，过渡金属催化合成多取代茚也在不断的发展。 这里面研究最多的是带有活性功能基团的苯基取代的炔烃与金属发生炔金属化 后环化成茚或者直接由临卤代苯与炔烃偶联后环化，这些金属主要是零价钯、 e e r 1 三三三一r 2 t p d ( 0 ) e r 1 e = c 0 2 e t ，c n s 0 2 p h ( s c h e m e2 6 ) 价铜和二价镍5 6 ( s c h e m e2 6 ) 。当用c o 做催化剂时， 也能够与炔烃反应合成茚衍生物6 1 ( s c h e m e2 7 ) 。 o r 3 + r 4 三一r 5 c o ( d p p e ) 2 z n ，c h 3 c n r 3 = h ，a i i ( y l 。a 吖i 卤苯的邻位直接是醛、酮等 ( s c h e m e2 7 ) 通过r e 直接活化苯环上的氢，k u i l i l l o b u 等将亚胺与炔烃偶联后环化成茚衍 生物5 7 ( s c h 锄e2 8 ) 。 r n j b u h + p h _ 三三 一r 2 i r e b r ( c o ) 3 ( t h d 】2 r 1 h n j b u h n j b u p h r 2 ( s c h e m e2 8 ) 席振峰教授和t a k a h a s h i 合作，将钛杂环戊二烯6 2 在氧气氛围下得到多取代茚 ( s c h e m e2 9 ) 。他们还将锆杂环戊烯用于茚的衍生物合成4 3 ，但是当锆杂氧杂 环戊烯用于合成多取代茚时只能用芳基酮。 1 2 华东师范大学理学硕士学位论文 r 1 r 乙文 r ：婶p 2 r 1 o p h 三一r 1 + r 2 三三一r 3 1 ) t h f ，5 0 ，2 4 h 2 ) o x i d a n ta n d n d i t i o n s 【c p 2 z r 】 【c p 2 z r 】 r ( s c h e m e2 9 ) 卤代茚可以通过c c ，c - n ，c s 的形成来产生结构复杂化合物，然而，只有 有限的报道来合成卤代茚。主要包括茚或茚烯的溴化6 3 、m 促进的邻位炔基苯乙 烯的环化等“。这些方法只能形成简单的茚或在特定位置有取代基的茚。有广泛 取代基的卤代茚却很少报道。我们发现由苯基取代3 一碘丙蛴一1 一醇经傅一克烷基 化后可以较高收率地合成碘代茚( s c h e m e2 1 0 ) 。 嘞z 扩一去p h 韶嚣 第三节实验结果和讨论 3 1 底物的合成 p hp h b p h c p 2 z 啪 ph-toi-nco p p h t o | _ n c o p h c in c 0 卜 c - p h 卧 5 4 3 3 ( 1 ) 6 4 5 ( 5 9 ) c3 4 5 ( 5 1 ) d 3 3 7 e 1 7 1 7 a ，i s o i a t ey i e i d ：b 旧a c t i o nw n h1 e qc u c i ：c g cy i e 旧nb a c k e t ：d t e 甜川 伯嗍t5 0 ：e ，r o o mt 田p 。l u 怕 t h 唯m t _ 缱a h 伽代嘭“，t 华东师范大学理学硕士学位论文 3 4 可能的反应机理 从上面的结果可以看到，简单炔与异氰酸酯偶联得到锆杂氮杂环戊烯后，加 入c u c l 后发生金属转移，形成的c c u 键1 ，炔丙基溴首先跟c _ 金属键发生偶联 反应2 ，然后才环化得到6 一甲基一2 一吡啶酮衍生物3 ( s c h e m e3 1 4 ) 。 r 1 r 叫 ，z r c p 2 r 2 n c o 0 1 c u c i 1 5 兰b r r 1 5 0 鬟三u 厂 矿_ 一色b ， r 2 一纠 r 2 l 2 本章小结 r 2 r 1 = p h 从低价锆试剂出发，将一分子简单炔( 如4 辛炔) 与异氰酸酯偶联后的锆杂 氮杂环戊烯，在催化量的c u c l 作用下，与炔丙基溴可以一锅法区域选择性地合 成6 甲基2 吡啶酮衍生物，收率中等。共得到4 个2 吡啶酮产物和2 个未环化 产物，未环化产物的获得为反应的机理探索提供了线索。这些新化合物经过1 h 和 1 3 c 皿i 、删s 等分析测试手段表征。 华东师范大学理学硕士学位论文 第四章实验部分 第一节实验通则 本论文所描述的实验若是对水、空气敏感的反应均在氮气保护下使用标准 的s c h l e n k 技术进行，若对水、空气不敏感的反应在常规装置中进行。溶剂、试 剂均为市售，使用前经常规处理或不处理。 反应过程需要g c 监控的，在岛津( s 删a d z u ) g c 1 4 a 气相色谱仪上测 定，内标为正十二碳烷。核磁数据1 h 和1 3 c 套m 在州m e x 4 0 0 或v a r i a n 。3 0 0 核磁共振仪上测定，内标为t m s 。h r m s 在w 狐淞m i c r o m a sg c t 质谱仪上测定。熔 点在f i s h e r - j o h n s 的s l o b l o 熔点仪测定，温度计未校准x 射线单晶衍射分析数 据在b m k e rs m a r t a p e x 单晶衍射仪上采集。 第二节多取代3 一碘代茚的合成 2 1 多取代3 一碘丙烯一卜醇的制备 ( z ) 一3 一i o d o - 1 ，2 ，3 一t r i p h e n y l p r o p 一2 一e n 一1 - o l ( 1 a ) c p z 扫卧一c p z 叙；：击卧 p h 1 a 以烯丙醇1 a 为例，合成多取代3 一碘丙梅一卜醇的通用方法如下：在氮气保护 下，s c h l e n k 管置于一5 5 。c 的丙酮液氮浴中，往二氯二茂锆( 3 6 5 4g ，1 2 5l d i n 0 1 ) 的t h f 溶液中滴加入2 5 0 衄0 1 乙基溴化镁后，保持在该温度下l 小时后加入 1 7 8 2g 二苯基乙炔( 1 0 衄0 1 ) ，升温到0 ，然后保持3 小时。将得到的锆杂 氧杂环戊烯溶液置于5 0 油浴中，5 分钟后慢慢滴加入1 5 0m 1 苯甲醛( 1 5 衄0 1 ) ， 在5 0 保持2 小时，将反应器置于一5 5 的丙酮液氮浴中，加入7 6 1 4g 碘( 3 0 衄0 1 ) 后室温过夜。用3 n 盐酸淬灭反应，乙醚萃取。有机相依次用饱和碳酸氢钠溶液、 饱和硫代硫酸钠溶液和饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥。过滤并旋蒸浓缩后层析 柱分离( 2 0 0 一3 0 0 目硅胶，石油醚：乙酸乙酯= l o ：1 ) 得1 4 4 9 黄色液体( 分离收率 3 5 ) 。( z ) - 3 - i o d o - 1 ，2 ，3 一t r i p h e n y l p r o p e n - 1 一o l ：1 h 卜耵、，t ( c d c l 3 ，m e 4 s i ) 62 3 3 ( d ，j 2 7 代 华东师范大学理学硕士学位论文 = 7h z ，1 哟，6 3 7 ( d ，= 7h z ，1 均，6 7 - 6 9 ( m ，2h ) ，6 9 7 3 ( m ，7h ) ，7 3 7 5 ( m ，4 均，7 5 7 7 ( m ，2 均；1 3 c 偶( c d c l 3 ，m e 4 s i ) 68 1 5 ，1 0 2 6 ，1 2 5 6 ，1 2 7 o ，1 2 7 2 ， 1 2 7 4 ，1 2 7 4 ，1 2 7 5 ，1 2 8 2 ，1 2 9 2 ，1 3 0 2 ，1 3 5 2 ，1 4 1 0 ，1 4 3 8 ，1 4 9 2 。 ( z ) - 3 - i o d o 2 ，3 - d i p h e n y l 1 一p t o b i p r o p 一2 一e n - 1 一o l ( 1 b ) p h ( 1 b ) 层析柱分离( 2 0 0 一3 0 0 目硅胶，石油醚：乙酸乙酯= 1 0 ：1 ) 得1 7 0 6 9 白色固 体，分离收率4 0 。m p1 2 3 1 2 5 。c 。1 h n 沁( c d c l 3 ，m e 4 s i ) 62 0 6 ( d ，j = 8 h z ，1 两， 2 3 5 ( s ，3 h ) ，6 2 4 ( d ，j = 8 h z ，1 四，6 7 0 - 6 7 2 ( m ，2 砷，6 9 6 7 1 1 ( m ，8 哟，7 1 5 ( d ，j = 8 h z ，2 均，7 3 6 ( d ，= 8 h z ，2 h ) ；”cn m r ( c d c l 3 ，m e 4 s i ) 62 1 1 ，8 1 5 ，1 0 2 3 ，1 2 5 6 ， 1 2 7 1 ，1 2 7 3 ，1 2 7 5 ，1 2 7 6 ，1 2 9 0 ，1 2 9 3 ，1 3 0 3 ，1 3 5 4 ，1 3 7 1 ，1 3 8 1 ，1 4 3 9 ，1 4 9 3 h r m sc a l c df o rc 2 2 h 1 9 0 口v i i 】十2 9 9 1 4 3 6 ，f o u l l d2 9 9 1 4 3 8 。 ( z ) 一3 一i o d o 一1 ( 4 - m e t h o x y p h e n y l ) - 2 ，3 一d i p h e n y l p r o p - 2 一e 一1 一o l ( 1 c ) p h p h o ( 1 c ) 层析柱分离( 2 0 0 一3 0 0 目硅胶，石油醚：乙酸乙酯= 1 0 ：1 ) 得1 7 6 9 9 黄色液 体，分离收率4 0 。1 hn 脉( c d c l 3 ，m e 4 s i ) 62 1 0 ( d ，= 8 h z ，1 均，3 8 0 ( s ，3 两， 6 2 2 ( d ，= 8 h z ，1 h ) ，6 7 0 ( d ，= 8 h z ，2 h ) ，6 8 6 ( d ，= 8 h z ，2 均，6 9 6 - 7 1 0 ( m ，8 h ) ， 7 3 7 ( m ，2 h ) ；c 舳( c d c l 3 ，m e 4 s i ) 65 5 2 ，8 1 3 ，1 0 2 2 ，1 1 3 3 ，1 2 7 0 ，1 2 7 1 ，1 2 7 3 ， 1 2 7 4 ，1 2 7 6 ，1 2 9 3 ，1 3 0 4 ，1 3 3 2 ，1 3 5 4 ，1 4 3 9 ，1 4 9 3 ，1 5 9 0 h r m sc a l c df o r c 2 2 h 1 8 0 2 【m - 3 1 4 1 3 0 7 ，f o u l l d3 1 4 1 3 0 5 。 ( z ) - 4 - i o d o - 3 ，4 - d i p h e n y l 一2 一( t h i o p h e n 一2 - y 1 ) b u t - 3 e n 一2 一o l ( 1d ) p h p h ( 1 d ) 冰水淬灭。层析柱分离( 2 0 0 3 0 0 目硅胶，石油醚：乙酸乙酯= 1 5 ：1 ) 得1 5 1 3 9 黄色液体，分离收率3 5 。1 h 积( c d c l 3 ，m e 4 s i ) 61 7 8 ( s ，3 h ) ，3 4 6 ( s ，l 均， 6 9 0 7 2 2 ( m ，10 h ) ，7 2 6 7 3 3 ( m ，3 均；1 3 c 恹( c d c l 3 ，m e 4 s i ) 631 5 ，7 6 4 ，10 0 8 ， 1 2 5 0 ，1 2 5 2 ，1 2 6 6 ，1 2 6 8 ，1 2 6 9 ，1 2 7 5 ，1 2 7 6 ，1 2 8 2 ，1 2 8 3 ，1 3 8 7 ，1 4 6 1 ，1 5 1 8 ， 华东师范大学理学硕士学位论文 1 5 3 7 职m sc a l c df o rc 2 0 h 1 7 0 s 【m i 】+ 3 0 5 1 0 0 0 ，f o u l l d3 0 5 0 9 8 6 。 ( z ) 一1 一i o d o 一1 ，2 一d i p h e n y l h e x 一1 一e n 一3 一0 1( 1 e ) p h p h h o ( 1 e ) 层析柱分离( 2 0 0 3 0 0 目硅胶，石油醚：乙酸乙酯= 1 5 ：1 ) 得2 0 8 9 黄色液体， 分离收率5 5 。1 hn m r ( c d c l 3 ，m e 4 s i ) 6o 9 8 化户5 7h z ，3 均，1 4 3 1 6 7 ( m ，5 均， 4 9 24 9 7 ( m ，1 h ) ，6 9 57 1 6 ( m ，1 0 h ) ；1 3 c 皿( c d c l 3 ，m e 4 s i ) 61 4 o ，1 9 0 ，3 7 7 ， 8 0 3 ，1 0 1 5 ，1 2 7 0 ，1 2 7 2 ，1 2 7 5 ，1 2 7 7 ，1 2 9 2 ，1 3 0 0 ，1 3 6 1 ，1 4 3 9 ，1 4 9 6 。 ( z ) 一3 一i o d o 一2 ，3 一d i p h e n y l p r o p 一2 一e n 一1 一o l ( 1 f ) 7 8 p h p h h o ( 1 f ) 层析柱分离( 2 0 0 一3 0 0 目硅胶，石油醚：乙酸乙酯= 1 5 ：1 ) 得1 0 1 9 黄色液体， 分离收率3 0 。1 hn m r ( c d c l 3 ，m e 4 s i ) 61 8 4 ( t ，岗3 h z ，1 h ) ，4 7 6 ( d ，乒6 9 h z ， 2 h ) ，7 0 6 7 1 3 ( m ，1 0 两；1 3 c 瓜( c d c l 3 ，m e 4 s i ) 67 3 1 ，1 0 2 1 ，1 2 7 2 ，1 2 7 5 ，1 2 7 7 ，1 2 8 1 4 ， 1 2 9 0 ，1 2 9 4 ，1 3 7 9 ，1 4 3 8 ，1 4 6 8 。 ( z ) - 3 一e t h y l - 1 一i o d o - 1 ，2 一d i p h e n y l p e n t - 1 - e n - 3 一o l ( 1 9 ) p h p h ( 1 9 ) 层析柱分离( 2 0 0 一3 0 0 目硅胶，石油醚：乙酸乙酯= 2 0 ：1 ) 得1 5 6 9 9 白色固 体，分离收率4 0 。n l p6 3 - 6 5 。c 。1 hn m r ( c d c l 3 ，m e 4 s i ) 60 9 6 ( t ，= 8 h z ，6 田， 1 1 0 ( s ，1 均，1 2 6 1 3 4 ( m ，2 h ) ，1 4 7 1 5 6 ( m ，2 h ) ，7 1 3 7 3 4 ( m ，1 0 均；1 3 c 恹 ( c d c l 3 ，m e 4 s i ) 68 3 ，3 2 9 ，8 1 7 ，1 0 1 9 ，1 2 7 0 ，1 2 7 5 ，1 2 7 6 ，1 2 8 1 ，1 2 8 2 ，1 2 8 6 ， 1 4 6 o ，1 4 7 2 ，1 5 1 9 职m sc a l c df o rc 1 9 h 2 1 0 【m i + 2 6 5 1 5 9 2 ，f o u u l d2 6 5 1 5 9 6 。 ( 2 一4 一i o d o 一2 ，3 ，4 一t r i p h e n y l b u t - 3 - e n 2 - o l ( 1h ) p h p h io h ( 1 h ) 2 9 佯 华东师范大学理学硕士学位论文 冰水淬灭。层析柱分离( 2 0 0 3 0 0 目硅胶，石油醚：乙酸乙酯= 1 5 ：1 ) 得1 7 0 4 9 淡黄色固体，分离收率4 0 。m p4 4 - 4 6 。c 。1 h 卜m 瓜( c d c l 3 ，m e 4 s i )