烯胺酮类化合物的迈克尔加成反应

烯胺酮类化合物的迈克尔加成反应_吡啶酮和噻喃酮类化合物的合成_摘要烯胺酮类化合物在有机合成中是一类应用广泛的合成中间体。近几十年来，烯胺酮化学倍受关注，特别是在杂环化合物的合成中，而且这一领域已经成为研究的热点。由烯胺酮可以制备很多氮杂环化合物，例如:毗咯、唑烷、嘧啶酮、哇啉等，并且这些化合物中的一些物质还可以用作低毒副作用的抗惊厥药物和兴奋药物。毗啶酮衍生物是一类很重要的杂环化合物，是合成多种药物的中间体，尤其是N-取代毗啶酮类化合物具有多方面的生理活性，如杀菌、镇痛、抗肿瘤和治疗帕金森氏症等。随着近年来功能材料的兴起，毗啶酮衍生物在染料、喷墨、打印、热变色材料、感光材料、农药方面也有广泛的应用。在过去的几十年里，嚏喃酮类化合物，包括嚏喃-4-酮，并嚏喃酮等，无论是其本身，还是作为药物的关键基团以及有机合成中间体方面，都引起了人们极大的兴趣。本论文的研究工作主要结合了烯胺酮类化合物特殊的结构特征，开发出了新型的毗啶酮以及噻喃酮类化合物的合成方法。主要是以下两方面工作：1.以a-羰基二硫缩烯酮氮芳基取代丁酰胺类化合物和NN-二甲基甲酰胺二甲基缩醛(DMFDMA)为原料，高效地合成了烯胺酮类化合物。并以其为原料合成了吡啶酮。2.利用以上合成的烯胺酮结构特点，合成了硫杂的迈克尔加成产物噻喃酮。此反应具有原料易得，条件温和，产率高等特点。总之，我们成功的合成了多取代的含氮和含硫的杂环化合物。实验方法简单、条件温和、反应快速、产率高。并且成功地扩展了我们课题组提出的【5C1X】策略。关键词：烯胺酮；噻喃酮；毗啶酮；迈克尔加成AbstractEnaminoneshaveemergedasversatilesyntheticintermediates.Theirchemistryhasbeenthefocusofintenseresearchfordecadesparticularlyinheterocyclicsynthesisandcontinuestobeanactiveareaofresearchtoday.Manyvalubleazo-compoundscanbepreparedfromenaminonesforexamplepyrroleoxazolespyridinonesandquinolines.Inadditionsomeofthesecompoundsarepharmaceuticalspossessinganticonvulsantandanalepticactivitycombinedwithlowtoxicity.Pyridoneshasbecomeveryimportantheterocyclics.Someofthemaretheintermediatesinmedicinalchemistry.ParticularlyN-substitutedpyridonecompoundshaveverastilephysiologicalactivity.Forinstancetheycansterilizeeasepainresisttumourandcureparkinsonism.Asthedevelopmentoffuctionmaterialpyridoneshaveimportantusesindyestuffink-jetprintingthermochromicmaterialsphotosensitivematerialsandpesticide.Inthelastdecadesthiapyronederivativesincludingtypesofthiin-4-onesand23-dihydrothiopyran-4-oneshavegainedincreasingattentionforboththeinterestofsuchheterocyclesthemselvesandtheirimportanceaskeyunitsinmedicinalchemistryandversatileintermediatesinorganicsythesis.Inthepresentworkwehavesuccessfullydevelopeddivergentsyntheticmethodologyforpyridoneasandthiopyronesfromenaminonesbasedontheirspecialstructuralproperties.Themainachievementsaredescribedinthefollowingtwoaspects:1.Afacileandefficientsynthesisofenaminoneshasbeendeveloped.SubjectedtoNN-dimethylformamidedimethylacetalDMFDMAinDMFaseriesofa-acyla-carbamoylketene-SS-acetalswereconvertedintothecorrespondingenaminonesinhighyields.Wesuccessfulypreparedaseriesofpyridones.2.Aconvenientandefficientsynthesisofhighlysubstitutedthiopyrones-4-onesisdevelopedviatheMichaeladdition.ofreadilyavailableenaminones.Thisprotocolisassociatedwithreadilyavailablestartingmaterialsmildconditionsandgoodyields.Insummaryafacileandconvenientsynthesisofheterocycliccompoundsisdevelopedthroughenaminonesmildconditionsandhighyields.Moreovertheseresultsalsoextend5C1Xannulationstrategyproposedinourpreviousresearchwork.Keywords:enaminonesthiapyronespyridoneasMichaeladdition目录中文摘要 英文摘要 ?第一章前言一、烯胺酮类化合物的研究进展 1二、噻喃酮类化合物研究进展 9三、毗啶酮衍生物的研究简介 14四、论文题目的选择 18参考文献 19第二章多取代毗啶酮类化合物的合成一、引言 24二、实验部分 24三、结果与讨论 26四、反应机理 27五、小结 27六、结构表征 27第三章多取代噻喃-4-酮的合成一、引言 30二、实验部分 30三、结果与讨论 32四、反应机理 33五、小结 33六、结构表

征 文发表的情况征 文发表的情况36附录 37致谢 49东北师范大学硕士学位论文第一章前言近年来人们对烯胺酮类化合物产生了浓厚兴趣，很多文献报道过该领域的研究成果，烯胺酮类化合物在有机合成特别是在杂环化合物合成中已成为一种重要的合成前体。本前言结合我们的工作，对烯胺酮、毗啶酮及噻喃酮类化合物的合成及应用展开综述。一、烯胺酮类化合物简介烯胺酮类化合物在有机合成特别是在杂环化合物合成中已成为一种重要的中间体。与此同时，烯胺酮类化合物在药物合成方面也具有广泛的研究空间，是重要的合成前体。下面将主要从烯胺酮的结构以及合成方法展开简单的综述。（一）烯胺酮的结构烯胺酮一词由Greenhilll首先提出，用于定义含N-CC的13-二酮、B-酮酯或类似的13-双官能团化合物。广义上讲，就是含N-CC-CO的化合物，也常称为烯胺基酮或B-氨基-aB-不饱和酮。对于烯胺酮类化合物合成方法，人们进行了长期研究，大致可以分为两类，一类是简单的缩合反应，另一类就是加成反应。下面将简单介绍烯胺酮的这两种合成方法。（二）烯胺酮的合成最常见的制备烯胺酮类化合物的方法是缩合反应，即:选择二羰基化合物和胺类反应。而对于N上都是取代基的烯胺酮类化合物的一般合成方法是用含有活泼亚甲基或活泼甲基的羰基类化合物和胺类反应。另外一种不常见但很重要的合成方法是加成反应，即:氤基苯乙酮和氤基氯仿及苯异硫氤酸酯的反应，或者炔类和胺类的反应。2.1通过缩合反应合成烯胺酮对于制备N上含有氢的烯胺酮可以灵活选择伯胺或仲胺与aB-二羰基化合物进行反应2,见于(Schemel.1)。另外一种缩合反应应用也很广泛，即利用缩醛与含有活泼甲基或亚甲基的化合物反应。HOOONR1H2NR1R2RR2R-H2OScheme1.12.1.1反应原料为伯胺或仲胺Stefani等人在2000年报道了以水为溶剂合成烯胺酮的方法，该方法具有操作简单、产率较高、不需酸催化和易纯化等特点3Scheme1.2。1东北师范大学硕士学位论文R1OONHOH2NR12eqRH2ORScheme1.2Arcadi等人在2000年报道了在乙醇作溶剂以及用金属金催化的的条件下，以13-二羰基化合物为原料，与胺或氨反应合成烯胺酮的方法4Scheme1.3。IOOOH2NEtOHNHIScheme1.3Zhao等人在2003年报道了以乙醇与甲醇混合溶液或单一的乙醇为溶剂在回流的条件下，以13-二羰基化合物为原料与醋酸氨反应制备烯胺酮的方法5Scheme1.4。OONH4OAcNH2OR1OEtSolventrefluxR1OEtR2R2Scheme1.42007年，王宏社、苗建英利用硫酸氢钠、二氧化硅做催化剂，以13-二羰基化合物和伯胺为原料，在室温条件下，合成了一系列烯胺酮(酯)类化合物。该方法反应条件温和、产率高、催化剂能回收再利用6。(Scheme1.5)OONHR1ONaHSO4SiO2R1NH2RCH2Cl2r.tRScheme1.52.1.2反应原料为缩醛对于N上没有氢原子的烯胺酮，最常用的试剂是如下几种7:Scheme1.6)(OMeOEtNMe2MeMe2NMe2NMe2NMe2NOMeOMeOEtOBuOMeDMFDMADMEDEATBDMAMDNADNAScheme1.6一般方法是用含有活泼亚甲基或活泼甲基的羰基类化合物和以上试剂反应，溶剂可以是乙腊8、甲苯9、DMF10或者是无溶剂的11反应。具体过程如下:其中所连基团是酯基7(Scheme1.7)2东北师范大学硕士学位论文R1R1COOR2COOR2Me2NYZMe2NZXXYOMeOEtOBuNMe2ZacylheteroarylORNR2R1HMeR2MeEtBnScheme1.7如下是几种类似的反应12-16:OODMFDMANMe2OHOOHOMeMeNMe2MeOOMeOODMFDMAAcHNCOMeAcNHCH2COMeNMe2NNDMFDMANNNNNMe2XXScheme1.8另外，1997年，KraljL等人利用Vilsmeier-HaackReaction试剂(或V盐试剂DCC)和DMFDMA以羧酸为原料合成了内酯类化合物，然后在甲醇和碳酸钾的作用下生成了NN-二甲基烯胺酮类化合物17。(Scheme1.9)Me2NOODMFPOCl3orMe2NOMeMeOHMeCONHCH2CO2HNODCCDMFDMAK2CO3NHCOMeMeScheme1.92.2加成反应制备烯胺酮类化合物加成反应制备烯胺酮主要介绍如下三种方法:主要是氤基苯乙酮和氤基氯仿及苯异硫氤酸酯的反应，以及炔类和胺类的反应。1979年，ElnagdiMH等人用氤基苯乙酮和氤基氯仿合成了氤基烯胺酮18,(Scheme1.10)但是产率相对较低，大约为38。仿合成了氤基烯胺酮18,北师范大学硕士学位论文OCNPhCOCH2CNCl3CCNPhCl3CNH2Scheme1.10HegdeS和Domschke在1976年和1993年分别报道了以炔酮和胺类反应生成烯胺酮类化合物19-21。(Scheme1.11)R1R1COR2COR2R32NHNR23Scheme1.11另外一种通过加成反应合成烯胺酮类化合物的方法是利用苯异硫氤酸酯和含活泼亚甲基的化合物反应22:(Scheme1.12)O