学士毕业论文

1、答 辩 人： 胡广寿 指导教师：赵连彪 博 士,题目：多取代呋喃环的合成研究,理学院本科毕业论文答辩,答辩提纲,一引 言 二实验部分 三结果与讨论 四致 谢,一引言,呋喃环化合物概述 研究背景 研究现状,呋喃环化合物概述,呋喃环和氢化呋喃结构单元作为五圆杂环的一个典型代表，广泛地存在于天然产物中，使得这些天然产物表现出多种生物活性。,研究背景,具有呋喃结构单元的化合物一般具有抗滤过性病原体、抗菌、抗癌、抗艾滋病等活性。 多取代呋喃不仅是复杂的天然产物，重要药物的结构单元，而且是合成各种杂环和脂肪族化合物的起始原料。,由于呋喃重要的生物活性以及广泛的应用价值，引起了广大化学家的浓厚兴趣。有机化学

2、家们在发展直接有效的、新颖的合成方法方面作了大量的工作。,尽管关于呋喃环的合成方法已有很多文献报道，但是在这一领域如何发展更加高效、新颖的合成方法仍然是有机化学家们研究的热点之一。,研究现状,我们选用非常容易得到的起始原料，炔酮及炔基环氧为底物,研究过渡金属催化下的环化反应。,（二）实验部分,材料与仪器 催化剂制备 原料制备 起始原料制备 铜催化合成2,3,5 三取代呋喃,材料与仪器,1.1试剂与溶剂,所有新蒸使用的无水溶剂均严格按照标准方法进行除水、除氧处理。未经说明其它溶剂与药品均为从商业上获得的分析纯试剂；THF经钠/二苯甲酮处理，氩气下重蒸并保存；所有反应均用薄层层析 (TLC)跟踪监

3、测。显色剂采用5 %硫酸的乙醇溶液、5 %磷钼酸的乙醇溶液或碘缸，反应产物用硅胶柱纯化，薄层层析硅胶 (GF254)和柱层析硅胶 (200300目)均为山东青岛海洋化工厂产品，所用的乙酸乙脂和石油醚均为工业品，使用前经干燥后重蒸。所有实验均按无水、无氧操作要求，在双排管系统中进行，所有玻璃仪器均在烘烤后趁热安装，在氩气流中冷却。,材料与仪器,1.2仪器,熔点用显微熔点仪测定，温度计未经校正； 1H NMR和13C NMR使用Varian Mercury-300 MHz型核磁共振仪测定，CDCl3为溶剂，TMS为内标，单位为ppm； 元素分析用Carlo-Erba-1106rkin-Elmer

4、204C 仪测定； 红外光谱用Nicolet 170SX FT-IR 仪测定（film）； 质谱用VG-ZAB-HS 质谱仪70ev(EI)测定。,.1 CuI的制备,在氩气氛围下并且剧烈搅拌的同时向CuSO45H2O (1 g，0.4 mmol)的水溶液中加入NaHSO3 (0.25 g，0.21 mmol)的水溶液和NaI (0.6 g，0.4 mmol)，浅的粉红色固体生成。该沉淀在真空下过滤并先后用H2O，无水EtOH，和无水Et2O洗涤。整个处理过程尽可能快。然后真空干燥得到浅粉红色固体。,原料制备（催化剂制备）,.PdCl2(PPh3)2的制备：,将二氯化钯(0.9 g, 5.08

5、 mmol) 和氯化钠(0.595 g, 10.16 mmol) 溶于25 mL 无水甲醇中，室温搅拌过夜，得到暗红色溶液，再加入三苯基膦(2.93 g，11.18 mmol)， 加热回流4小时，生成黄色沉淀，冷却至室温，抽滤，固体用乙醚洗涤(3*10 mL)，真空干燥得到黄色粉末，产率 93%，置于干燥器中备用。,.3对溴苯甲酰氯的制备,原料制备（起始原料制备）,在配有回流冷凝管(冷凝管上端装一无水CaCl2干燥管，并连接一导气管至气体的吸收装置)的50ml圆底烧瓶中，加入0.01mol的对溴苯甲酸，1.8g(0.015mol)新蒸的SOCl2，在水浴中加热并搅拌2h，至无SO2和HCl气体

6、产生为止，蒸出过量的SOCl2,然后减压蒸馏，收集馏分。,.重氮乙酸乙酯的制备,在装有搅拌器，滴液漏斗，温度计和氮气导入管的四颈瓶中加入140g (1mol)氨基乙酸乙酯盐酸盐溶于250 mL 水的溶液和600 mL二氯甲烷，冷至5, 通氮气，搅拌下加入冰冷的83g(1.2mol)亚硝酸钠溶于250ml水的溶液。温度降至9，滴入95，约3min采用23的冷浴时反应温度最高升至1。10 min内不再放热时反应即告结束。 反应混合物转入用冰冷却的分液漏斗，将黄绿色二氯甲烷层转入1L冷却的5碳酸氢钠溶液中，水层用75 mL二氯甲烷萃取，二氯甲烷和碳酸氢钠溶液重新转入分液漏斗，振摇至试纸不显微酸性，分

7、出有机层，转入干燥分液漏斗，加入15g粒状无水硫酸钠振摇5 min，过滤，旋转蒸除溶剂（温度不可超过40，以免爆炸），得到黄色油状的重氮乙酸乙酯，产率82。,原料制备（起始原料制备）,.其它芳酰氯的制备,在配有回流冷凝管(冷凝管上端装一无水CaCl2干燥管，并连接一导气管至气体的吸收装置)的50ml圆底烧瓶中，加入0.01mol的取代芳酸，1.6g(0.013mol)新蒸的SOCl2，在水浴中加热并搅拌2h，至无SO2和HCl气体产生为止，蒸出过量的SOCl2,然后减压蒸馏，收集馏分。,. ，-炔酮的制备,在一干燥的50ml圆底烧瓶中，在N2气保护下加入端炔2.5mmol,芳酰氯3.2mmol

8、,CuI 0.1mmol,Pd(PPh3)3Cl2 0.025mmol,三乙胺10 mL，室温搅拌16小时。旋转除去三乙胺，用乙醚稀释。再分别用水和饱和食盐水洗涤，有机相用无水Na2SO4干燥，过滤，浓缩，柱层析得到浅黄色固体。,铜催化合成2,3,5 三取代呋喃,.实验原理,.铜催化合成2,3,5 三取代呋喃一般实验操作,在氩气保护下将CuI (19.0 mg, 0.1 mmol)、，炔酮1(0.5 mmol)加入5.0 mL ClCH2CH2Cl中，升温至90 C，搅拌下通过注射器在5小时内滴加重氮乙酸酯2 (1.5 mmol) 溶于ClCH2CH2Cl（2.5 mL）的溶液，加完后，继续搅

9、拌反应5小时。冷却至室温，用饱和NH4Cl 溶液淬灭反应。Et2O (350 mL)萃取，有机层用水溶液和饱和食盐水各洗一次，经无水Na2SO4 干燥，减压下蒸去溶剂，柱层析分离可得产物3。,三结果与讨论,最初我们以10 mol %的各种铜盐（Cu(acac)2, CuSO4, Cu(OTf)2 CuBr, CuI） 为催化剂，以二氯甲烷为溶剂，1，3二苯基2丙炔1酮和3倍量的EDA室温下搅拌12小时为反应条件，除回收了大部分的原料1，3二苯基2丙炔1酮，没有任何期望的呋喃产物被分出来。后来，我们将温度升高到二氯甲烷回流，依然没有期望的结果出现。 当我们将溶剂用 ClCH2CH2Cl 代替 C

10、H2Cl2 且将温度升高到80 C后，尝试了各种文献中常用的金属铜试剂，发现在所筛选的试剂中二价铜盐依然不能催化该反应得到预期的目标产物。然而我们幸运的发现，一价铜盐能够催化我们所设计的环加成反应(entries 4-7)，其中 CuI 是我们考察的最好的催化剂。我们分离出了期望的目标产物多取代呋喃 3aa (Scheme 35)。 我们发展了一种高效的直接合成多取代呋喃衍生物的新方法。我们以,-炔酮的衍生物为底物，首次成功地实现了金属催化下它与重氮乙酸酯的4+1环化反应。该4+1环化反应表现出了极好的区域选择性，合成了一系列新的2,3,5-三取代呋喃衍生物。此外，该4+1环化反应原料廉价易得

11、、条件温和。,1c 的氢谱,1c 的碳谱,1c 的碳谱,ethyl 3,5-diphenylfuran-2-carboxylate(3aa).Colorless crystals; mp 98-99 C.1HNMR (400 MHz, CDCl3) = 7.83 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 7.62 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.46-7.37 (m, 6H), 6.85 (s, 1H), 4.33 (q, J = 7.2 Hz, 2H), 1.32 (t, J = 7.2 Hz, 3H).13CNMR (100 MHz, CDCl3) = 159.21, 155

12、.79, 138.08, 136.41, 132.09(2C), 129.30, 129.00, 128.80, 128.24, 127.93, 124.86, 109.37, 60.73, 14.18. IR (film): v = 3055, 2987, 2846, 1711, 1594, 1537, 1479, 1450, 1401, 1288, 1179, 1112, 1020, 761, 694cm-1. Anal. Calcd for C19H16O3: C, 78.06; H, 5.52. Found: C, 78.11; H, 5.59.,ethyl 5-(2-chloroph

13、enyl)-3-phenylfuran-2-carboxylate(3ba). Colorless crystals; mp 88-89 C. 1HNMR (400 MHz, CDCl3) = 8.05 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.64 (d, J = 6.8 Hz, 2H), 7.49-7.26 (m, 7H), 4.34 (q, J = 7.2 Hz, 2H), 1.31 (t, J = 7.2 Hz, 3H). 13CNMR (75 MHz, ) 159.14, 151.89, 137.94, 135.93, 131.98, 131.09, 130.79, 129.58, 129.39, 128.86, 128.29, 127.97, 127.88, 127.08, 115.00, 60.86, 14.17. IR (film): v = 3063, 2981, 2936, 1715, 1591, 1535, 1470, 1447, 1383, 1285, 1183, 1109, 1038, 760,