脱氢枞胺基含氮杂环化合物的合成及与DNA的作用本科毕业论文

1、南京林业大学本科毕业设计（论文）题 目：脱氢枞胺基含氮杂环化合物的合成及与dna的作用 毕业论文（设计）诚信声明本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得 或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日 毕业论文（设计）版权使用授权书本毕业论文（设计）作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文（设计）的复印件和电子版，允

2、许论文（设计）被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文（设计）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和汇编本毕业论文（设计）。本人离校后发表或使用该毕业论文（设计）或与该论文（设计）直接相关的学术论文或成果时，单位署名为 。论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日指 导 教 师 签 名： 日期： 年 月 日摘 要脱氢枞胺是一种重要的松香改性产品，其特有的三环二萜结构赋予其抗菌、抗病毒、抗癌等生物活性。本文的研究目的是对脱氢枞胺的b环进行改性，合成新的脱氢枞胺衍生物，并测试其与dna的相互作用，希望能将脱氢枞胺衍生物的应用领域拓展到生物制药领域，

3、促进松香产品深加工的发展。本文以脱氢枞胺为原料，经过乙酰化、铬酸氧化在b环引入羰基，得到氧化乙酰脱氢枞胺，再通过beckmann重排在b环引入氮原子扩环得到新化合物n-(3-异丙基-8,11a-二甲基-6-氧代-6,7,7a,8,9,10,11,11a-八氢-5h-二苯并b,d氮杂卓-8-基甲基)-乙酰胺，氢化铝锂还原得到新化合物乙基-(3-异丙基l-8,11a-二甲基-6,7,7a,8,9, 10,11,11a-八氢-5h-二苯并b,d氮杂卓-8-基甲基)-胺。将7-氧代乙酰脱氢枞胺溴化，得到新化合物6-溴-7-氧代乙酰脱氢枞胺。作者还尝试用6-溴-7-氧代乙酰脱氢枞胺构造呋喃、吡咯杂环，却

4、意外地得到了原来的7-氧代乙酰脱氢枞胺和消除产物5,6-烯-7-氧代乙酰脱氢枞胺。将合成的4种化合物与e. coli质粒dna作用，经琼脂糖凝胶电泳分析，发现它们都能切割e. coli质粒dna，形成新的条带。关键词：脱氢枞胺；beckmann重排；dna切割abstractdehydroabietic amine is one of the rosin derivatives. its characteristic tricyclic diterpene structure feature the molecule with antibacterial, antivirus and anti

5、cancer activities. the purpose of this paper is to modify the b ring of dehydroabietic amine, synthesize new derivatives of dehydroabietic amine and investigate its interaction with dna. it is hoped that the further processing industry of rosin can be promoted, while these rosin derived compounds ap

6、plied to bio pharmaceutical fields.starting from dehydroabietic amine, a carbonyl group is introduced to b ring by chromic acid oxidation, a ketone is obtained. a nitrogen atom is inserted to b ring via beckmann rearrangement with ring extension, then reduce it to ethyl- (3-isopropyl- 8,11a-dimethyl

7、-6,7,7a,8,9,10,11,11a-octahydro-5h-dibenzob,dazepin-8-ylmethyl)-amine by lithium aluminum hydride. the author also attempt to construct furan and pyrrole heterocycles fused with b ring, but the original ketone and an elimination product is obtained.the interation of those 4 compounds with dna is ana

8、lysed by gel electrophoresis. they are all able to cleavage plasmid dna of e. coli.keywords: dehydroabietic amine, beckmann rearrangement, dna cleavage目 录第一章 综述11.1 松香11.1.1 松香的来源11.1.2 松香的化学成分11.1.3 松香的生产状况11.1.4 歧化松香21.2 脱氢枞胺31.2.1 概述31.2.2 脱氢枞胺的生产和制备31.3 脱氢枞胺的衍生物41.3.1 氨基成盐衍生物41.3.2 c-n衍生物41.3.3

9、c=n衍生物51.3.4 芳环的改性51.3.5 b环的改性61.4 脱氢枞胺衍生物的生物活性71.4.1 抗肿瘤活性81.4.2 抗病毒活性91.4.3 抗菌活性101.4.4 抗氧化101.4.5 杀虫111.5 本文研究的目的、意义及主要内容11第二章 脱氢枞胺b环改性的研究122.1 引言122.2 实验部分122.2.1 试剂仪器122.2.2 分析方法132.2.3 脱氢枞胺的提纯132.2.4 脱氢枞胺的乙酰化和氧化132.2.5 beckmann重排142.2.6 氢化铝锂还原152.2.7 氧化乙酰脱氢枞胺的溴化162.2.8 合成呋喃杂环的尝试172.2.9 合成吡咯杂环的

10、尝试172.2.10 合成2,4-二硝基苯腙172.3 结果与讨论182.3.1 反应条件的选择182.3.2 产物的分离提纯212.3.3 产物结构分析222.4 本章小结36第三章dna切割实验373.1 引言373.2 实验部分373.2.1 测试材料373.2.2 测试步骤373.3 结果与讨论38第四章 结论39致谢40参考文献41第一章 综述1.1 松香1.1.1 松香的来源松香是松树分泌的粘稠液体经过蒸馏得到的一种天然树脂。它是松树的二次代谢产物，也是自然界存在的第二大天然产物，其储量仅次于天然橡胶，是一种有待开发的巨大天然资源宝库。松树具有顽强的生命力，是分布最广的树木之一，据

11、估计松树约占地球上森林面积的三分之一。松树在我国从南到北都有分布，因此松香是我国林产化学工业中最重要的产品之一。11.1.2 松香的化学成分松香是多种树脂酸和少量脂肪酸、中性物质的混合物，其的组成随产地和加工方法的不同而异。松香的主要成分是树脂酸，树脂酸是一类化合物的总称。它们都是带有一个羧基和两个共轭的双键的三环二萜。根据烷基类型和双键位置的差异可以分为枞酸型(abietic acid)、海松酸型(pimaric acid)、异海松酸(isopimaric acid)型3类。树脂酸中，枞酸型其为主要成分。现例举各类典型化合物如下。图1.1 3种典型的树脂酸双键的存在赋予松香易氧化、易加成的特

12、性。羧基使得松香具有酸性，可以通过酯化、酰胺化进行改性。树脂酸独特的化学结构给有机化学家提供了丰富的想象空间。因此松香在医药、农药、表面活性剂和胶黏剂等方面都有广泛的应用和广阔的前景。11.1.3 松香的生产状况目前松香的世界年产量为110-120万吨。主要产于中国、美国、巴西、葡萄牙、洪都拉斯、墨西哥等国。世界松香消费主要在美国、欧洲、中国、日本和非洲。2美国的松香生产课追溯到1606年。由于经济发展，产区人口资源发生变化，松香产量在相当长的时间内不断下降，直到20世纪70年代被我国赶超。美国松香的年平均消耗量为1.78104 t/a。其松香价格在1968-1980年间上涨到原来的4倍以上。

13、我国从1953年开始生产松香，每年约产30万吨，最高可达40万吨。1980年后超过美国居世界第一，占世界松香总产量的40%。我国松香的主要产地为广西、广东、福建、江西、云南、湖南、海南等省份，其中广西、广东两省的产量占全国松香产量的一半以上。2我国松香产业发展还存在一些问题。主要是森林资源支撑能力较弱，原料林基地建设缓慢，质量不高，效益较差；产业整体素质偏低，经济增长方式粗放，科技贡献率不高，落后产能庞大；林产品科技含量低，品牌意识薄弱，国际知名产品缺乏；林业机械制造业水平总体落后，高端林产品加工机械主要依赖进口。此外，国际金融危机也给我国林业产业发展带来了新的挑战。1.1.4 歧化松香人们发

14、现松香在热处理后，其抗氧化性和耐候性都发生了显著提高。1937年，fleck和palkin3首次报道了钯催化下对松香的热处理，并从中分离出脱氢枞酸(dehydroabietic acid)4； 1938年他们从经过250275c钯催化热处理的松香中分离出脱氢枞酸、二氢枞酸(dihydroabietic acid)和四氢枞酸(tetrahydroabietic acid)，首次证明松香受热发生了歧化反应5。图1.2 松香的催化歧化fleck和palkin又在1939年证明了无催化剂条件下加热的松香也能够发生歧化反应，生成脱氢枞酸和内酯化的二氢枞酸(lactonized dihydroabieti

15、c acid)6。图1.3 松香的热歧化在钯催化下将歧化松香加热到300c，其中的二氢枞酸、四氢枞酸发生脱氢反应，生成脱氢枞酸，最终得到以脱氢枞酸为主要成分的歧化松香(disproportionated rosin)。1.2 脱氢枞胺1.2.1 概述脱氢枞胺(dehydroabietic amine)，又名去氢枞胺，是歧化松香胺的主要成分。它是一种具有三环二萜结构的光学活性碱。脱氢枞胺及其衍生物广泛用于手性拆分、金属离子浮选、表面活性剂、杀菌、制药等领域。因此开展对脱氢枞胺及其衍生物的研究特别符合我国市场需求。这不但有助于推动我国松香产品的深加工的发展，而且对我国林业资源的合理开发利用以及生态

16、环境的保护都具有非常重要的意义。图1.4 脱氢枞胺1.2.2 脱氢枞胺的生产和制备工业上采用腈化-氢化法生产脱氢枞胺。在催化剂钨酸铵存在下用氨气处理歧化松香，歧化松香中的羧基与氨成盐后，经过两次脱水得到歧化松香腈(dehydroabietyl nitrile)。将歧化松香腈在骨架镍催化剂存在下加压氢化，得到歧化松香胺(disproportionated abietic amine)，其主要成分为脱氢枞胺1。图1.5 脱氢枞胺的生产王道林7等将歧化松香胺和对甲苯磺酸在乙醇中作用，歧化松香胺中的脱氢枞胺形成对甲苯磺酸盐析出；再将盐沉淀滤出与氢氧化钠水溶液和甲苯混合搅拌，把释出的脱氢枞胺萃取到甲苯层

17、，旋蒸得到脱氢枞胺纯品。图1.6 脱氢枞胺的提纯陈泳8将上述提纯工艺设计成实验供林化专业学生练习。1.3 脱氢枞胺的衍生物1.3.1 氨基成盐衍生物作为氨基化合物，脱氢枞胺能够和酸反应成盐。人们关注较多的是脱氢枞胺的乙酸盐。它不仅可以用来分离提纯脱氢枞胺，而且能够有效地杀灭藻类、细菌、霉菌、腹足类动物等害虫。schertz9等合成了脱氢枞胺的五氯酚盐。该盐具有杀虫活性，能用作防腐剂和木材杀虫剂。虽然脱氢枞胺对植物有毒性，但脱氢枞胺五氯酚盐在用作杀菌剂时不会伤害植物。1.3.2 c-n衍生物脱氢枞胺c-n衍生物被人们关注得较多。steck10等发现脱氢枞胺、脱氢枞胺乙酸盐以及脱氢枞胺和环氧乙烷加

18、成产物可以防止血吸虫的尾蚴穿透，从而避免感染血吸虫病。goodson11合成了一系列含肽键的脱氢枞胺衍生物。抑菌活性测试表明，该系列化合物在3-12mg/ml浓度范围内对平板阳性菌及阴性菌具有较好的抑菌效果；系列化合物的位置异构体仍然具有活性。曾韬等12以n,n-聚氧乙烯松香胺为原料，合成了n,n-聚氧乙烯基-n-苄基氯化铵和n,n-聚氧乙烯基-n-甲基硫酸酯季铵盐，并测试了它们的表面活性等物理化学性质，发现它们具有良好的表面特征。其中前者可以用于抗菌剂、防霉剂方面，后者可以用在工业助剂方面。梁梦兰等13研究了以脱氢枞胺为原料合成n,n-二甲基-n-脱氢枞基氯化铵和n,n,n-三甲基-n-脱氢

19、枞基单甲酯胺两种阳离子表面活性剂的合成工艺，并测定了它们的界面性能等物化性质，发现它们具有良好的表面活性。曾韬等14研究了醛酸法合成n,n-二甲基脱氢枞胺的方法，并对合成产物进行了表征。产物的分析结果表明，醛酸法合成n,n-二甲基脱氢枞胺是可行的。何曼等15以脱氢枞胺为原料，合成了脱氢枞胺键合交联的聚苯乙烯树脂，并将该产物初步用于对映体的分离。王延等16以脱氢枞胺为原料，合成了三种n-脱氢枞基-n,n-二羟乙基季铵盐类阳离子表面活性剂，表征了产品的结构，测定了产品的表面物理化学性质，并对产品的抗菌缓蚀性能进行了应用研究。王延等17采用酸碱二步催化乙氧基化反应，以脱氢枞胺位原料，合成了一系列具有

20、不同eo加和数的脱氢枞胺聚氧乙烯醚，并对产物的表面物化性质、缓蚀性能及产品结构与性能的关系进行了研究。结果表明该产品可以作为阳离子表面活性剂及金属缓蚀剂使用。王延等18以脱氢枞胺为原料，合成了6种脱氢枞基季铵盐，对合成化合物通过uv、ir、nmr及元素分析手段进行确认。抗菌实验测试发现，该产品对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌具有一定抗菌活性。1.3.3 c=n衍生物1864年，schiff19首次合成了具有碳氮双键结构的化合物，称作schiff碱或亚胺。其氮原子上的孤对电子赋予其重要的化学和生物学性质。schiff碱能够参与氨基酸代谢，如l-谷氨酸的氧化脱氨途径，嘌呤核苷酸循环等，碳氮双键是其生物活

21、性的效应基团。schiff碱的合成可以自由选择反应物，改变取代基的种类和位置，便于开发大量结构新颖的产品。脱氢枞胺水杨醛schiff碱及其铜配合物的分子既有一定的刚性，又有一定的柔性，且在不对称合成中表现出高的立体选择性。配合物对漆酚的氧化聚合及松香的氧化反应均具有一定的催化性能，并且对铜有缓蚀作用。姚绪杰等20以脱氢枞胺为原料，合成了5种脱氢枞胺水杨醛类schieff碱，用ir、1hnmr确证其结构，并用静态失重法研究了它们在酸性介质中对铜的缓蚀性能，发现脱氢枞胺-5,6-二羟基水杨醛schiff碱对铜的缓蚀性能最强。饶小平21在乙醇溶剂中合成了脱氢枞胺水杨醛schiff碱，以及脱氢枞胺（5

22、-硝基）水杨醛schiff碱，通过ir进行表征，uv-vis研究了它们在有机溶剂中的光至变色和溶致变色性能。研究发现这两种schiff碱都能在氯仿溶液中发生光至变色，后者能在dmf中发生溶致变色，并讨论了变色的机理。姜大炜22以无水乙醇为溶剂，在回流条件下，将系列取代水杨醛的乙醇溶液加入脱氢枞胺的乙醇溶液中，合成了9种schiff碱，并对产物进行了结构表征。他还用得到的schiff碱进一步合成了8个铜系配合物和6个镍系配合物，并对产物进行了结构表征。1.3.4 芳环的改性1938年，fieser和campbell23系统地研究了脱氢枞酸的取代反应。它们利用脱氢枞酸的苯环能够被磺化的性质，用浓硫

23、酸在低温下处理歧化松香，用水浸提得到脱氢枞酸磺酸的晶体，将其水解去磺化得到纯净的脱氢枞酸。此法一直被用来分离提纯脱氢枞酸，直到1966年被halbrook和lawrence24报道的乙醇胺盐法替代。此外，他们还制得了12,14-二硝基脱氢枞酸、12-乙酰脱氢枞酸，并通过衍生物的制备确定了结构。同年，littmann25制得了12,14-二氨基脱氢枞酸及其盐酸盐。wada等26在研究脱氢松香衍生物抗溃疡时发现，脱氢枞酸的磺化只发生在12位。得到的12位磺酸不但具有显著的抗癌活性，而且没有类似醛甾酮的副作用。esteves等27在12,14-二氨基脱氢枞酸的氮原子上连接甲氧基苯基，制得一系列化合物

24、。通过测定各化合物的氧化势能和清除自由基的能力大小，确定了清除自由基效果最佳的3种化合物为12-n-对甲氧基苯氨基-14-氨基脱氢枞酸甲酯，12-n-对甲氧基苯氨基脱氢枞酸甲酯，和12,14-n,n-二（对甲氧基苯氨基）脱氢枞酸甲酯。这三种具有最低的氧化势能，且都含有对甲氧基苯基。jipa等28把12-n-苯氨基-14-氨基脱氢枞酸甲酯用于低密度聚乙烯的抗老化试验。考察了三种温度下化学荧光强度随热降解时间的变化，计算了聚合物的动力学稳定参数、氧化率、活化能等，并且与常用的抗老化剂a4010（苯胺类化合物）和irganox1010、1070（酚类化合物）比较。结果表明，化合物12-n-苯氨基-1

25、4-氨基脱氢枞酸甲酯的抗老化作用机理与irganox1010相同，但抗老化性能优于irganox1070和a4010。gigante小组29分别利用它们自己得到的12-溴-13-硝基-脱异丙基脱氢枞酸甲酯和12-溴-13,14-二硝基-脱异丙基脱氢枞酸甲酯相继合成了脱氢松香的喹恶啉、苯并咪唑、吲哚衍生物，并测试了它们的抗病毒活性。结果表明，这三种化合物都有抗病毒活性，且有望通过继续修饰进一步提高。1.3.5 b环的改性脱氢枞胺的b环是个饱和环，缺乏官能团，不能进行亲电取代反应。因此对b环进行改造的报导很少。1955年，barnes和beachem30对一种和脱氢枞胺极其类似的环系进行了改造。他

26、们从b环中处于a环苄基位的亚甲基入手，通过氧化反应在b环引入羰基，并在此基础上合成了肟和2,4-二硝基苯腙，并将肟进行beckmann重排反应，得到七员环内酰胺，氢化铝锂还原得到氮杂卓。他们通过结晶分离了肟的两种顺反异构体，并分别进行beckmann重排，发现反式肟重排的收率大于顺式肟。图1.7 barnes和beachem对b环的修饰脱氢枞胺的氨基容易氧化，事先必须进行酰化保护。用乙酰基保护，操作方便成本低，但乙酰基几乎不能脱除31。三氟乙酰基的引入要用到剧毒强腐蚀性的三氟乙酸酐，但三氟乙酰基可以很容易地通过碱性水解脱除。b环在引入羰基后，出现了一个有氢的芳酮结构。这是一个非常有用的合成砌块

27、。由此可通过hantzsch吡啶合成反应构造吡啶环或fischer吲哚合成反应构造吡咯环；也可先制成卤代酮，再通过feist-benary反应构造呋喃环，或hantzsch吡咯合成反应构造吡咯环32。谷文和王石发33将该化合物与苯肼缩合得到苯腙，经过fischer吲哚合成反应，构造了一个吡咯环，合成了一个松香基吲哚化合物。1.4 脱氢枞胺衍生物的生物活性脱氢枞胺具有三环二萜的结构，与具有强生物活性的甾类化合物较为接近，其同系物和衍生物具有生物活性。韩宏星34报道了60多个具有生物活性且含树脂酸结构的衍生物。这些化合物的生物活性主要表现为抗氧化、抗菌、抗病毒和抗肿瘤作用。其中生物活性较好的是二萜

28、酚类化合物。研究发现，大部分化合物都具有一定的生物活性，值得进一步开发利用。在抗氧化作用方面，现在已经成功开发了食品防腐剂和抗氧化剂。陈泳35在其文献综述里报道了52个树脂酸及其衍生物的抗菌、抗病毒、抗肿瘤等方面的生物活性，并展望了它们未来在生物医学及其他领域的应用。树脂酸及其衍生物现在已经得到广泛应用，可以作为渔网和轮船的防腐剂和农作物、木材、纸张、牙膏、糖果等产品的杀虫剂36。而树脂酸衍生物作为抗动脉硬化、抗癌药物在很多国家申请了专利37-38。1.4.1 抗肿瘤活性kwang-hee son等37从红杉的球果中分离得到了具有脱氢枞烷骨架的化合物，其中化合物1和2在gi50=1.42-3.

29、98mg/l时，对结肠癌、乳腺癌、肺癌等具有强烈的抑制作用。iwamoto等38从日本香柏(thuja standishii)中分离出两个三环二萜化合物，化合物3对tpa诱导ebv-ea具有很强的抑制作用。化合物4对tpa诱导ebv-ea具有中等的抑制作用。ukiya等39研究了脱氢枞酸甲酯对tpa诱导ebv-ea活性的抑制作用。实验结果表明：1000 mol ratio/tpa时，达到100%抑制；500 mol ratio/tpa时，达到76.8%抑制。gigante等40以5种癌细胞为实验对象，研究了4种化合物对癌细胞生长的抑制作用。这5种癌细胞分别是：mcf-7(breast)，nci

30、-h460(lung)，sf-268(cns)，tk-10(renal)以及uacc-62(melanoma)。当浓度超过20 mol/l时，化合物5和6对癌细胞的生长表现中等的抑制作用；化合物7和8表现出最大的抑制作用。1.4.2 抗病毒活性paris等41从迷迭香(rosemary)中提取出鼠尾草酸9，具有很强的hiv-1蛋白酶抑制活性(ic90=0.08 mg/l)，并且可以抑制hiv-1病毒的复制(ic90=0.32 mg/l)。对于h9淋巴细胞的毒性，90%毒性浓度(tc90)为0.36 mg/l。在小于10mg/l的质量浓度范围内，不会抑制细胞中天冬氨酸酶、组织蛋白酶d和胃蛋白酶的

31、活性。fonseca等42以人胚肺细胞为实验对象，研究发现一些树脂酸的衍生物10-11在浓度低于细胞毒素浓度(mcc或cc50)5-10倍的情况下能够抑制cmv（巨细胞病毒）和vzv（水痘-带状疱疹病毒）的复制。1.4.3 抗菌活性tapia等43通过对脱氢枞酸的微生物转化，得到一种新化合物12，并研究了脱氢枞酸和该新化合物的抗菌活性。结果表明，新化合物只对沙雷氏菌和枯草杆菌有抗菌活性，脱氢枞酸对除沙雷氏菌和绿脓杆菌以外所研究的其他细菌都有抗菌活性。王延等44以脱氢枞胺为原料，合成了6种脱氢枞基季铵盐。它们对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有一定的抗菌活性，其mic分别为7.18-31.25 mg/

32、l和250-500 mg/l。梁梦兰等45由脱氢枞胺制备出2种松香基季铵盐型阳离子表面活性剂，对金黄色葡萄球菌具有灭杀作用。1.4.4抗氧化justino等46对一种脱氢枞酸的衍生物13(mdto)进行了研究，发现其具有抗氧化性和清除dpph和abts自由基的能力。它可以保护脂质体不受抗坏血酸铁盐的诱导氧化，还可以清除次氯酸。结果表明，该化合物可以用作抗氧化剂。1.4.5 杀虫tan等47从salvia cilicica中提取出两种二萜（14和15），它们都具有抗利什曼原虫的活性。1.5 本文研究的目的、意义及主要内容松香是我国重要的非木质林产品之一，但大部分以原料的形式低价出口，同时又从国外

33、高价进口松香深加工产品。因此开展松香深加工产品的研发工作，具有重大的经济价值和战略意义。鉴于目前脱氢枞胺b环改性衍生物的研究和报道较少，本文的研究目的在于合成新的脱氢枞胺b环改性衍生物，并进行dna切割活性测试。希望新化合物能够用于抗癌药物，或为新药的研制提供新的杂环母体。本文的研究内容主要包括：(1) 合成34个脱氢枞胺b环改性衍生物。(2) 对合成的新化合物进行分离、提纯和结构表征。(3) 测试新化合物的dna切割效果。第二章 脱氢枞胺b环改性的研究2.1 引言脱氢枞胺是一种具有手性的三环二萜，结构与具有强生物活性的甾类化合物较为接近，其衍生物多具有生物活性。关于脱氢枞胺b环改性的研究报道

34、较少，因此本文将对b环进行改性，期待能够发现具有dna切割活性的新物质，用于抗癌药物中，或为新药的研制提供新的杂环母体。b环的改性可以从苄位亚甲基入手，通过氧化引入羰基，beckmann重排扩环获得氮杂卓新骨架。2.2 实验部分2.2.1 试剂仪器试剂名称生产厂家规格歧化松香胺桂林松塔林化有限公司含脱氢枞胺70%对甲苯磺酸上海凌峰化学试剂有限公司分析纯无水乙醇南京化学试剂有限公司分析纯氢氧化钠南京化学试剂有限公司分析纯乙酸酐上海凌峰化学试剂有限公司分析纯乙酸南京化学试剂有限公司分析纯铬酸上海久亿化学试剂有限公司分析纯乙醚上海中试化工总公司分析纯无水硫酸钠南京化学试剂有限公司分析纯盐酸羟胺南京化

35、学试剂有限公司分析纯无水乙酸钠南京化学试剂有限公司分析纯多聚磷酸上海凌峰化学试剂有限公司化学纯氨水南京化学试剂有限公司分析纯氢化铝锂天津市化学试剂研究所含量不少于95%柱层析用硅胶青岛海洋化工厂分厂200-300目乙酸乙酯南京化学试剂有限公司分析纯石油醚南京化学试剂有限公司分析纯仪器名称生产厂家规格电子天平常熟双杰测试仪器厂jj2000 m=2000g d=0.1g电子天平上海精密科学仪器有限公司ja3003n m=300g d=1mg强力恒速搅拌机常州市新析仪器厂qhj756b磁力搅拌器天津autoscience仪器有限公司am3250b2.2.2 分析方法ir: nicolet360型ft

36、-ir，kbr压片法测定1hnmr: bruker-dpx300型nmr仪，溶剂均为cdcl313cnmr: bruker-dpx300型nmr仪ms: lcqadvantage型esi-tof质谱仪，正离子模式tlc: gf 254硅胶板 30100mm, 50100mm2.2.3 脱氢枞胺的提纯图2.1 脱氢枞胺的提纯7将240g歧化松香胺a溶于560ml乙醇，置于2l四口瓶中。搅拌下缓慢滴加185.6g对甲基苯磺酸于400ml乙醇中的溶液，加完后搅拌4h，静置30min。将沉淀物脱氢枞胺对甲苯磺酸盐b抽滤出来，用乙醇洗涤至滤液无色，抽干。将上步得到的全部固体b（约326g，712mmol

37、）和29.6g(740mmol)氢氧化钠于700ml水中的溶液和1l甲苯加入2l烧瓶，剧烈搅拌2h，分出甲苯层，水洗至弱碱性。用无水硫酸钠干燥后旋蒸得到浅黄色膏状固体脱氢枞胺c。2.2.4 脱氢枞胺的乙酰化和氧化图2.2 脱氢枞胺的乙酰化和氧化将14.5g (50mmol)c溶解在30ml乙酸中，装入250ml四口瓶。搅拌下向其中滴加28ml(296mmol)乙酸酐，加完后室温搅拌3h。将反应瓶用冰浴冷却到05左右，向其中滴加12g (120mmol)三氧化铬于15ml水中的溶液，加完后室温搅拌4h。将反应液在1l烧杯中用饱和碳酸钠溶液调至中性（约需50g无水碳酸钠），用3100ml乙醚萃取，

38、将乙醚层水洗至中性，旋蒸得到粘稠的氧化乙酰脱氢枞胺e粗品。ir (kbr): 3379, 2928, 1726, 1693, 1280.82, 747. 1h nmr (h, cdcl3, 300 mhz): 0.79-1.05(3h, s, h-19), 1.11-1.27(6h, m, h-16, 17) 1.24-1.29(3h, s, h-20 ), 1.30-1.41(2h, m, h-3), 1.51-1.58(2h, s, h-2), 1.80-1.85(1h, s, h-5), 1.90-2.00(2h, m, h-1), 2.00(3h, s, -coch3), 2.30-2

39、.35(1h, m, h-6), 2.65-2.70(1h, m, h-6), 2.92-2.98(1h, m, h-15), 2.99-3.02(1h, m, h-18), 3.26-3.32(1h, m, h-18), 5.30(1h, brd, - conh), 7.29(1h, s, h-12), 7.37(1h, s, h-11), 7.80(1h, s, h-14). 13c nmr (c, cdcl3, 75 mhz): 18.14(c-2), 18.51(c-22), 23.39(c-19), 23.71(c-16 or 17), 23.77(c-16 or 17), 23.7

40、9(c-20), 23.82(c-4), 33.49(c-10), 35.68(c-15), 35.93(c-12), 37.46 (c-6), 37.71(c-1), 44.25(c-5), 49.03(c-18), 123.61(c-14), 124.86 (c-11), 130.53(c-12), 132.61(c-8), 146.78(c-9), 153.42(c-13), 170.42 (c-21), 199.07 (c-7). ei-ms m/z: 364.1m+na+, 359.1,342.1m+h +.2.2.5 beckmann重排图2.3 羰基的肟化将5.7g(16.7mm

41、ol)e溶于80ml乙醇，加入250ml四口瓶中，再加入5.16g无水乙酸钠和5.16g(74.3mmol)盐酸羟胺，搅拌使之充分混合。室温下滴加8g氢氧化钠于50ml水中的溶液，将ph调至8。装上冷凝管，加热回流1h，趁热将反应液倒入300ml冰水中，析出大量白色固体f，静置10mim。滤出固体，用3100ml蒸馏水洗涤后抽干，刮下后置于干燥器中。该固体可直接用于下一步反应。将固体产物干燥后用二氯甲烷溶解，柱层析（石油醚:乙酸乙酯=1:2）得到浅黄色膏状的f纯品。ir (kbr): 3310, 2928, 1655, 1379, 826, 720. 1h nmr (300 mhz, cdcl

42、3) : 1.05 (3h, s, h-19), 1.11 (3h, s, h-20), 1.20-1.29 (6h, d, h-16, 17), 1.25-1.63 (2h, m, h-3), 1.73 (2h, dd, h-2 ), 1.94 (3h, s, -coch3), 2.04 (1h, m, h-5), 2.17 (2h, m, h-1 ), 2.50-2.70 (1h, dd, h-6), 2.84-3.20 (3h, m, h-15,18), 3.25-3.41 (1h, dd, h-6), 7.21 (2h, d, h-12), 7.72 (2h, m, h-11,14).

43、 13c nmr (c, cdcl3, 75 mhz): 18.17(c-22), 18.60(c-2), 22.85(c-19), 23.11(c-16 and 17), 23.46(c-20), 23.78(c-4), 24.03(c-10), 33.63(c-15), 36.13(c-3), 36.98(c-6), 37.54(c-1), 42.02(c-5), 49.41(c-18), 122.13(c-14), 122.98(c-11), 127.90(c-12), 128.89(c-8), 146.48(c-9), 148.94(c-13), 155.64(c-7), 170.53

44、(c-21). ei-ms m/z: 379.2m+na+, 357.3 m+h+. 图2.4 beckmann重排将5g (14.0mmol)捣碎的f，100ml多聚磷酸在250ml烧杯中用金属杆式电子温度计充分搅拌混合均匀。用电炉小心加热，缓慢升温，将温度在100120之间保持30min。趁热将反应液倒入400ml冰水中充分搅拌，再加氨水调至碱性，静置10min后过滤，用4200ml蒸馏水洗涤滤饼，抽干。 将固体用二氯甲烷萃取，分去水层，蒸干得到浅黄色固体g。ir (kbr): 3424, 2938, 1681, 1388, 808, 818,764.1h nmr (300 mhz, cd

45、cl3) : 1.09 - 0.94 (3h, s, - c8ch3), 1.23 (6h, d, j = 6.9 hz, 2- c(ch3)2), 1.45 (3h, s, h-11a), 1.54 (2h, dd, j = 13.1, 3.1 hz, h-9), 1.85-1.60 (2h, m, h-10), 1.92 (3h, s, -coch3), 2.06 -1.99 (3h, m, h-7a ,11,), 2.47 (2h, d, j = 4.8 hz, h-7) , 2.85(1h, dt, j = 13.8, 6.9 hz, h -ch(ch3)2), 3.05 (1h, d

46、d, j = 14.2, 6.0 hz, h- 8a), 3.26 (1h, dd, j = 14.1, 7.6 hz, h-8a), 5.88 (1h, s,-nhcoch3), 6.68 (1h, s, h-4), 7.00 (1h, d, j = 8.3 hz, h-2), 7.32 (1h, t, j = 9.9 hz, h-1), 7.89 (1h, s, -nhar). 13c nmr (75 mhz, cdcl3) : 18.77 (c-10) , 19.19 (-ch3co), 23.29 (-ch3c-8) 23.46 (-ch3c-11a), 23.66 (c-7), 23

47、.69 (c-11a), 33.17 (-ch3ch), 33.19 (-ch3ch), 35.75 (c-11), 39.61 (-ch(ch3)2), 41.00 (c-8), 43.42 (c-9), 48.17 (c-7a), 50.19 (-ch2nh), 120.41(c-4), 123.06(c-2), 128.89 (c-1), 134.49 (c-1b), 138.53 (c-4a), 147.90 (c-3), 170.60 (-coch3), 176.66 (c-6).2.2.6 氢化铝锂还原图2.5 内酰胺的还原在100ml四口瓶中加入0.301g(0.844mmol)

48、g和30ml乙醚，搅拌，通过加料管小心地加入0.241g(6.36mmol)氢化铝锂，室温反应4h。缓慢滴加约30ml氢氧化钠水溶液，再加入30ml乙醚剧烈搅拌2h进行萃取。分出乙醚层，用氢氧化钠固体干燥后旋蒸得到浅黄色的膏状物ha。图2.6 内酰胺和乙酰基的还原在100ml四口瓶中加入0.277g(0.776mmol)g和30ml乙醚，搅拌，通过加料管小心地加入1.413g(37.3mmol)氢化铝锂，室温反应12h。缓慢滴加约30ml氢氧化钠水溶液，再加入30ml乙醚剧烈搅拌2h进行萃取。分出乙醚层，用氢氧化钠固体干燥后旋蒸得到浅黄色的膏状物hb。2.2.7 氧化乙酰脱氢枞胺的溴化图2.7

49、 酮的溴化将6.7g(19.6mmol)e溶解在40ml乙酸中，装入250ml四口瓶。室温搅拌下滴加4g(25.0mmol)溴，加完后继续搅拌2h，静置10h。将反应液倒入60g碳酸氢钠于400ml水中的溶液，用3100ml乙醚萃取，旋蒸得到红棕色膏状的溴代酮ea。ir (kbr): 3421, 2930, 1736，1652, 1388, 1045, 744.1h nmr (300 mhz, cdcl3) 7.76 7.56 (m, 1h), 7.47 (dd, j = 8.0, 2.0 hz, 1h), 7.23 (d, j = 10.7 hz, 1h), 6.05 (s, 1h), 4.

50、74 (t, j = 8.3 hz, 1h), 3.56 (dd, j = 14.3, 9.3 hz, 1h), 3.26 (dd, j = 14.2, 4.4 hz, 2h), 2.97 (td, j = 13.7, 6.8 hz, 2h), 2.29 (t, j = 7.8 hz, 1h), 2.00 (s, 3h), 1.74 (dd, j = 14.0, 6.8 hz, 4h), 1.59 1.49 (m, 3h), 1.26 (ddd, j = 6.8, 3.9, 1.9 hz, 9h), 1.08 (s, 3h).13c nmr (c, cdcl3, 75 mhz): 18.14(

51、c-2), 18.51(c-22), 23.39(c-19), 23.71(c-16 or 17), 23.77(c-16 or 17), 23.79(c-20), 23.82(c-4), 33.49(c-10), 35.68(c-15), 35.93(c-12), 37.46 (c-6), 37.71(c-1), 44.25(c-5), 49.03(c-18), 123.61(c-14), 124.86 (c-11), 130.53(c-12), 132.61(c-8), 146.78(c-9), 153.42(c-13), 170.42 (c-21), 199.07 (c-7).ei-ms

52、 m/z: 364.1m+na+, 359.1,342.1m+h +2.2.8 合成呋喃杂环的尝试图2.8 feist-benary反应构造呋喃环的尝试在50ml三口瓶中将0.5g(21.7mmol)钠溶于10ml乙醇，待钠全部溶解，加入0.3g(0.714mmol)ea和5ml乙酰乙酸乙酯，搅拌24h。将反应液蒸干，用二氯甲烷萃取，柱层析（石油醚:乙酸乙酯=1:2）得到化合物eb。2.2.9 合成吡咯杂环的尝试图2.9 hantzsch吡咯合成反应构造吡咯环的尝试在50ml三口瓶中加入10 ml浓氨水，0.3gea和5ml乙酰乙酸乙酯，搅拌24h。用20ml二氯甲烷萃取，分去水层，用无水硫酸

53、钠干燥过夜。柱层析（石油醚:乙酸乙酯=1:2）得到化合物ec和少量ed。2.2.10 合成2,4-二硝基苯腙图2.10 2,4-二硝基苯腙的合成在25ml锥形瓶中，加入0.4g(2.02mmol) 2,4-二硝基苯肼和2ml蒸馏水，一边振荡一边小心地滴加3ml浓硫酸和5ml乙醇。稍冷后加入3ml20%(约1.76mmol)的e的乙醇溶液，静置510min有红色晶体析出。将晶体滤出，用蒸馏水洗涤3次，放置让其自然干燥。13c nmr (75 mhz, cdcl3) 172.44 168.65 (m), 152.97 (s), 151.18 148.99 (m), 147.78 145.88 (m

54、), 145.88 143.99 (m), 139.07 136.51 (m), 130.02 (s), 128.81 (s), 127.32 126.63 (m), 124.41 124.00 (m), 123.55 (s), 123.19 (s), 123.11 (s), 116.63 (s), 49.57 (s), 41.85 (s), 37.62 (s), 37.35 (s), 36.89 (s), 36.38 (s), 33.74 (s), 24.09 (s), 23.91 (s), 23.79 (s), 23.48 (s), 23.44 (s), 19.00 (s), 18.14

55、(s).2.3 结果与讨论2.3.1 反应条件的选择2.3.1.1 铬酸氧化反应铬酸氧化反应是在非官能化的碳原子上引入含氧官能团（羟基或羰基）的常用手段。48由于三氧化铬的氧化性很强，氧化的选择性不是很好，容易造成过度氧化，收率一般比较低。由于反应放热，必须在冰浴中进行，但冷却后反应速率会变慢，需要较长的反应时间。研究发现，在加完三氧化铬溶液后，如果立即撤去冰浴，反应液的温度会在15min内上升至73，然后缓慢地降至室温。这样高的温度容易导致过度氧化，得到的e颜色发黑，收率很低。图2.11 氧化反应的温度-时间关系绘制上图时，加完三氧化铬溶液后立即撤去冰浴。反应在250 ml的四口瓶中进行，搅拌转速430 r/min。因此在进行氧化时，冰浴中必须填充足量的冰水混合物进行冷却。三氧化铬溶液的滴加应尽可能缓慢，加完后不要立即撤去冰浴，让其继续冷却1h以上。2.3.1.2 beckmann重排反应在制备肟f时，最终将反应液直接倒入大量冰水，析出白色沉