（有机化学专业论文）α羰基二硫缩烯酮的vilsmeierhaackarnold反应研究.pdf

独创性声明 本人声明繇呈交鲍学位途文是本人杰导师指导下送行的研究 工子# 及取褥的磺究成采。攒我所知，除了文中祷剐热戮标注和致 谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得东北师范大学或其他教商机构的学位豉证书而使 露过戆材精。与我一曩王俘懿霹恚对本磺究所骰兹任侮贡簸均已 在论文中作了明确的说明著表示谢意。 学位论文l 乍学签名：塞l 垫查 ；l 嬲：墨迂至! 蓬 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了鳃东j 嚣蕊大学有关缀罄、菠爱学位 论文的规定，即：东北师藏大学有权傈留并向国家有关部门或机 构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人 授投东北师范大：擎可以犍学位论文的全郝或部分内容缡入有关数 攒瘁递行检索，可以采穗影印、缩印或其它复制手段僳存、汇编 学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：趔耋醯指姆教师签名： 同 期：型3 ：支 日 期： 学位论文作者毕业后去向 工作单位： 逶诿建缝： 电话： 瓣编： 摘要 。一羰蘩二硫缩烯酮类仡舍物是有机合成中的重瑟中问体，源予婉 硫熬的空间电子效应赋予了该类化合物化学反应的多样性，从而被广 泛的应用于有视合成和天然产物的合成中。 由于烷硫基的调控作用及c i 官能化是影响a 一羰基二硫缩烯酮类 纯台物反应活往豹鬟要因素，本论文以。羧基二硫缡烯醺类仡合稳豹 d 官能化为目的，选择v i l s m e i e r 试剂作为官能化试剂，系统的研究了 g 。羰基二硫缩浠勇| 藿类位台糖浆v i l s m e i e r - h a a c k - a m o l d 反应，初步善并 究了所得产物在杂环化合物合成中的应用。 具转工馋磐下： 1 通过对v i l s m e i e r 试剂的用量及反应温度的控制可选择性的使a 羰 萋二硫缭爝酮类位合物发生童蚀反应或悫化甲酸化反应，以中等藏 较高的产率合成了一系列n 卤乙烯基二硫缩烯酮类化合物3 a ，5 j 靼3 一卤，s 一烷酸基也，4 一戊二醛类化合物6 。q 羰鏊二碗缀爝酮类纯 合物的卤化甲酰化反应矮有立体选择性，当烷硫基为甲，苄硫基时， 相应的戊二醛类化合物刁i 稳定，在室温下放置7 2 h 可发生6 e 的 电环合反应，生成c t 一髋喃类仡台物7 。 2 在n a o h e t o h 条件下，a 卤乙烯基二硫缩烯酮类化合物的消除反 应可丽于高产率的翩备稽应的n 。乙映基二硫缩烯酮类化合物9 1 1 。 3 利用v i l s m e i e r 反应的中间体一妲胺盐正离子在醋酸铵的存在下经 过氨取代分子肉嚣合，合藏了2 m 烷硫基，4 氯一啦啶类仡合物s d 培l 。 4 通过对反应机理的研究，对影响反应的因索及反成条件的控制进行 了探讨。产蚕 本文共合成了四十一个未见文献报道的新化合物，对所得的化合 秘遴行了弧、疆n m r 、m s 等表缀镶疆。 关键淘：a 一羰基二酸壤燎酮v i l s m e i e r 试裁耍黢裁正褰子琏耋睫 c t 吡喃 i a b s t r a c g n 。o x ok e t e n e d i t h i o a c e t a l sa r ea p p l i e de x t e n s i v e l yi no r g a n i cs y n t h e s i s a sak i n do fv e r s a t i l ei n t e r m e d i a t e sa n da r ew i d e l ys t u d i e ds i n c et h es p a c e e l e c t r o ne f f e c t so f a l k y l t h i og r o u p s i no u r c o n t i n u i n g s t u d i e s w e r e c o g n i z e d 氆ei m p o r t a n c e o ft h e a f u n c t i o n a l i z a t i o no ft h e s ei n t e r m e d i a t e sa n dt h ea d j u s t m e n to fa l k y l t h i o g r o u p sa n dv i l s m e i e rr e a g e n t sw e r et h u s c h o s e nt or e a c tw i t h 一o x o k e t e n e d i t h i o a c e t a l s 。t h ev i l s m e i e r - h a a c k - a m o l dr e a c t i o n s o fd - o x o k e t e n e d i t h i o a c e t a l sw e r ei n v e s t i g a t e da n dt h ef o l l o w i n gw o r kw a sd o n ei n t h i sp a p e r 1 h a l o g e n a t i o n o rh a l o f o r m y l a t i o nr e a c t i o n so f0 【o x ok e t e n e d i t h i o a c e t a l s c o u l db ec o n t r o l l e dt h r o u g ht h ec o n t r o lo ft h et e m p e r a t u r ea n dt h e q u a n t i t yo fv i l s m e i e rr e a g e n t s u - h a l o v i n y lk e t e n e d i t h i o a c e t a l s3 a * 秘 a n dd i e n a l s6w e r eo b t a i n e di nm o d e r a t et o h i g h i s o l a t e d y i e l d s r e s p e c t i v e l y t h eh a l o f o r m y l a t i o n r e a c t i o n so f 往o x ok e t e n e d i t h i o a c e t a l sw e r eak i n do fs t e r e o s e l e c t i v i t yr e a c t i o n sa n dw h e nt h e d i e n t h y le t h e rs o l u t i o n so f t h ep r o d u c t s d i e n a l s ( s r = s m e ，s b n ) w e r e s t o o da tr o o m t e m p e r a t u r ef o r 7 2h r s ，a - p y r a n s7w e r e p r o d u c e d 2 t h ec o n j u g a t e de l e c t r o nr i c h1 1 一d i a l k t l t h i oe n y n e s9 - 1 1w e r e p r e p a r e d s i m p l yb yt r e a t i n g t h e c z - h a l o v i n y l k e t e n e d i t h i o a c e t a l sw i t hs o d i u m h y d r o x i d ee t h a n o l a t e 3 t h ei n t e r r n e d i a t e s i m i n i u m s a l t sf o r m e df r o ma o x ok e t e n e d i t h i o a c e t a l sa n dv i l s m e i e rr e a g e n t sw e r e s u c c e s s f u l l yt r a n s f o r m e di n t o 2 - a l k y l t h i o - 4 一c h l o r i d ep y r i d i n e s8 d - 8 ii nt h ep r e s e n c eo fa m m o n i u m a c e t a t e 4 t h ef a c t o r s i n f l u e n c i n g t h er e a c t i o n sm e n t i o n e da n dt h er e l a t i v e m e c h a n i s mw e r ed i s c u s s e di nt h i sp a p e r f o r t y o n e n e wc o m p o u n d sw e r ep r e p a r e di n t h i s p a p e r a n dw e r e c o n f i r m e d b yi r 、1 hn m r 、m s k e y w o r d s ：旺- o x ok e t e n e d i t h i o a c e t a l sv i l s m e r i e rr e a g e n t si m i n i u ms a l t p y r i d i n eo r - p ) t a n 2 刖吾 近年来，a 羰基二硫缩烯酮类化合物与v i l s m e i e r 试剂以其多样 的化学反应活性受到了化学家越来越多的重视，在有机合成中尤其是 杂环的合成中得到了广泛的应用。本文系统地研究了a 羰基二硫缩烯 酮类化合物的v i l s m e i e r h a a c k a m o l d 反应，因此，本前言将分别对它 们的研究背景做一简要介绍。 ( 一) 、一羰基二硫缩烯酮化学研究进展 白1 9 1 0 年u 一羰基二硫缩烯酮类化合物1 首次被合成以来，其化 学反应的多样性已使其成为有机合成中的一个研究热点，d i e t e r ”， j u n j a p p a “，k o l b 3 1 和y o k o y a m a 4 1 分别对该类化合物的合成、结构及其 在有机合成中的应用作过长篇综述。结合我们课题组的工作，本前言 将对近几年来a 一羰基二硫缩烯酮类化合物在有机合成中的应用及最 新进展进行归纳。 一、q 一羰基二硫缩烯酮的结构特征 孝玲s r ：母 r 2 c h 3 ，c 2 h 5 ，p h c h 2 ，e t o s c h e m e l n 一羰基二硫缩烯酮类化合物( a 是以缩烯酮为母体命名) 是一类 多官能团的有机化合物( s e h e m e l ) ，其中r 可以是链式结构如1 a ，也 可以是环式结构如1 b 。由其结构，我们可将其视为o ，b 一不饱和羰基 化合物或潜在的b 酮酸( 酯) 类化合物( 以羰基为母体) ，碳碳双键 因受推电子基( s r ) 和拉电子基( r 2 c o ) 的作用而被极化，形成了羰 基碳和b 碳两个亲电中心，同时n 位又是较活泼的亲核中心。从软硬 酸碱的角度来考察亲电中心的软硬程度，羰基碳较硬，b 碳较软【5 】， 因此，根据产物的结构和区域性选择性要求，可选择合适的条件使其 发生1 ，2 一或1 ，4 _ 力口成或n 位的亲核反应。 3 从已有的结构测定结果 6 9 】可以看出：1 类化合物中，烷硫基的不 同及连接方式的差异( 环与非环，体积大小等) 、r l ( 有时乃至r 2 ) 的体积及类型( 芳基、烷基、氢等) 均对s - c ( s p 2 ) 问的p n 共轭程度 产生影响( 有时对c = o 和c = c 问的共轭程度也产生影响) 。也f 是由 于这些因素的存在，g 羰基二硫缩烯酮类化合物才被赋予了多种潜在 的化学活性，从而被广泛的应用于有机合成中。 二、烷硫基的调控作用 a 一羰基二硫缩烯酮类化合物的性质与其结构密切相关。从电子效 应来看：这类化合物分子中存在着两个亲电中心和一个亲核中心，且 在反应过程中连有硫原子0 碳原子无论是带正电还是带负电都会由于 硫原子的作用而被稳定化；另一方面，从立体空间因素考虑：1 类化 合物中，烷硫基( s r ) 的不同所引起的p n 共轭程度的不同，将导致 其反应活性的不同。针对烷硫基对反应的调控作用，我们课题组近年 来展丌了一系列的研究工作。 1 、与金属有机试剂的反应及选择性 d i e t e r l l l 和j u n j a p p a l 2 1 曾在各自的综述中总结了一羰基二甲硫缩 烯酮类化合物1 a 与g r i g n a r d 试剂的加成反应取向( s c h e m e2 ) ，实验 结果表明反应取向受到g r i g n a r d 试剂中有机基团( r 3 ) 的控制。 一，一跫蛳一： r 1 r 12me ，a l l y lme t h a l l y lp t o p p y n y l 2 s e h e m e2 我们课题组在研究。一羰基环二硫缩烯酮1 b 与g r i g n a r d 试剂的反 应时发现：烷硫基的结构也影响着加成取向。缩醛基为五、六员环时， 与上述各种g r i g n a r d 试剂反应只能得到1 ，2 - 加成产物 1 0 - i 6 1 ，而缩醛基 为七员环时，其加成取向却与二甲硫缩烯酮相似【j 6 】( s c h e m e3 ) 。我们 从构象分析及金属和硫原子的相互作用的角度对其进行了解释。 o s 一一 o h s 一一 。：人产：k 。：务产 i l r 3 ：m e ，e t ，n p r ，n bu a y l ， l n = l 2 1 2 1 一羰基二硫缩烯酮与其它金属有机试剂的加成反应亦有类似的 实验结果。j u n j a p p a 等对a 一羰基二甲硫缩烯酮类化合物l a 与 r e f o r m a s k y 试剂的加成进行过研究，实验结果如s c h e m e4 所示，他们 将此结果归结为基团r 。的空间位阻的影响。 a c t l 。nj , z c 2 c 0 2 e , r r l 2 = ：m a r e 。r e t 跫s c i s c h 詈跫s cf 3 jh 1 s c h e m e4 而当缩醛基为六员环时，我们发现r l 的大小对r e f o r m a s k y 试剂 的加成没有太大影响 1 8 1 ，显然，仅从空问位阻的角度进行解释是不能 令人满意的。若从构象分析入手，用反应时形成络合物的难易程度则 可较好的说明问题。 2 、环合芳构化和取代一环合芳构化 由一羰基二硫缩烯酮类化合物的环合芳构化和取代一环合芳构化 反应合成苯系芳烃和芳杂环化合物，是其在合成方法学上的重要研究 内容之- - 1 9 1 。 1 9 8 4 年，j u n j a p p a 等人首次实现了1 3 ，b 二甲硫基a ，b 一不饱和 酮的环合芳构化，并提出了其机理【2 0 】。 由其机理( s c h e m e5 ) 可以看出，反应具有区域选择性。首先， 利用不同的金属试剂对不问的二硫缩烯酮底物的加成取向不同，可选 择性的构筑芳环，j u n j a p p a 小组针对不同的苄基金属( 镁、锂、酮) 试剂的加成取向作了系统研究“1 。其次，在取代一环合芳构化反应中， 水，一元醇，硫酚，硫醇等均可作为亲核体被引入所构建芳环的特定 位置巴。 r r l ，r i a c i d l j ”“3 卜r 2 r r s c h e m e5 在实验中我们发现o 1 11 3 17 2 2 出1 ，当缩醛基为五员环时只能得到 脱水产物，为六员环时环合芳构化和取代环合芳构化反应都可发生， 为七员环时只发生环合芳构化反应。根据已有的实验结果1 1 2i o 2 3 2 ”， 可以得出结论：s r 不同时，环合芳构化反应的活性为s c h 3 ，s c h 3 s ( c h 2 ) 3 s s ( c h 2 ) 2 s ；取代一环合芳构化反应的活性为s ( c h 2 ) 3 s s ( c h 2 ) 2 s s c h 3 ，s c h 3 。 从一个脂肪族酮类化合物出发合成多取代芳烃，且取代基的位置 由底物事先决定，o 一羰基二硫缩烯酮的这一反应特点已使其在杂环化 合物的合成中得到了广泛关注。 3 、缩合反应 a 一羰基二硫缩烯酮与醛、酮的缩合反应可用来增加反应物的共 轭链长度。近年来，我们课题组对烷硫基结构不同的a 一羰基二硫缩烯 酮类化合物与芳醛的缩合反应做了比较深入的研究【2 “。 实验结果表明，烷硫基结构不同对缩合产物有着明显的影响。当 烷硫基为甲硫基或乙硫基时，由于空间电子效应，一般得到烷硫基分 解的产物；当烷硫基为苄硫基或正丁硫基时，则得到烷硫基未分解或 部分分解产物，这可能是由于这两种基团的空间位阻效应介于甲( 乙) 硫基和环烷硫基之间造成的；当烷硫基为环烷硫基时，无论环的大小， 均得到环二硫缩烯酮未分解的产物，这可能是由其结构特征和空间电 子效应所造成的结果。 三、q 一羰基二硫缩烯酮类化合物的研究进展 1 、极化的c = c 双键在合成中的应用 如前所述，a 一羰基二硫缩烯酮的c = c 因受推电子基( s r ) 和拉 电子基( r 2 c o ) 作用而被极化，1 3 位具有亲电性，位具有亲核性， 极化了的双键可作为两碳合成子构建杂环。 j u n j a p p a 从a - 芳酰基二甲硫缩烯酮9 出发旧，用2 氨基吡啶取代 烷硫基得到1 0 ，在c u c l 2 t h f 的条件下，吡啶n 和c = c 与c u 2 + 配位， 经正离子自由基中间体氧化环合，合成了3 一芳酰基咪唑1 ，2 - a 口l l 啶类 化合物1 1 ( s c h e m e6 ) 。 薯0m e ，转1 0 器酚l0 勘0a 一譬o - - - r x “qn l ，。m q u l h f 。_ r 1 在此基础上，王梅祥口8 1 等人利用a 一芳酰基二甲硫缩烯酮1 2 的。一 碳的亲核性与邻氨基苯甲酸酯反应，经过氨基取代一分子内环合合成了 喹诺酮类化合物1 4 ，1 6 ( s c h e m e7 ) 。 车鐾 6c 0 2 r s c h e m e7 2 、作为三碳合成子在有机合成中的应用 作为1 ，3 一亲电试剂的一羰基二硫缩烯酮类化合物是有机合成中 的一类重要的三碳合成子。九十年代以前主要被应用于和肼、羟胺、 胍等眇引1 杂原子双亲核体发生【3 + 3 】、 3 + 2 型环合反应构建五员、六员 麟 一 一 艰 杂环或经环合芳构化反应合成苯系芳烃及芳杂环化合物。近年来，这 方面工作仍是有机合成中的热点，j u n j a p p a 的课题组做了大量工作。 j t m j a p p a 等人对a 羰基二硫缩烯酮的环合芳构化反应做了系统 的总结3 2 1 ，并将其应用到稠杂环的合成中。 r i 扩o r v 。 s m e 7ar l = p h ，r 2 = h br 】2 4 - m e o c n h * r 2 2 h cr 1 2 m e ；r 2 2 h dr ，= p h - r2 = m e er 1 2 r 2 2 m e cr l = 2 - o 叫】，r 2 = i g ，2 - t h i e n y l ；r ：= h 7hn = l in = 2 j ，n = 3 os m e m 。囝扩 s c h e m e 8 s c h e m e 8 中的底物与苄基、烯丙基g r i g n a r d 试剂( 或锂试剂) 进 行1 ，2 - 加成，在b f 3 e t 2 0 的催化下环合芳构化，可合成具有生物活性 的多取代咔唑、吡啶并吲哚类吲化合物、萘【3 4 】等化合物( s c h e m e9 ) ： x s m 】7 s m e 2 ) b f 3e t 2 0 c 6 h 6 ，、。 2 ) b f 3 e 1 2 0 c 6 心 ”。1 o 2 6r 1 2 m ex i s ( c h 2 ) 3 s h s c h e m e9 8 r = m ex = h r = x = h 蹲 m hm沪。扎q o p r l ，懈醛士 嚣 毋乩妒 k 琏强 利用化合物1 中羰碳和1 3 碳的软硬度不同，用碳亲核体进攻d 一 位，可以合成了一系列杂环和稠杂环化合物 3 5 - 3 7 ，如二甲硫缩烯酮1 与氰甲基噻吩反应生成了多取代的苯并噻吩类化合物2 8 、3 0 ( s c h e m e1 0 ) ： n a h d m f c 6 h 6 ，r t 审t s o h 。c 6 h 6 挚 2 9 3 0 s c h e m e1 0 最近，j u n j a p p a 等开发了1 ，1 二甲氧基一4 ，4 - 二甲硫基一3 一丁烯一2 一 酮3 1 3 7 b 作为三碳合成子与杂原子双亲核体( 肼、羟胺、胍等) ，在区 域专一性的合成五员、六员杂芳醛( 或潜在的醛基) 方面的应用 ( s c h e m e1 1 ) 。这一方法改进了以往芳环直接酰化时遇到的区域异构 体分离困难、产率低、条件苛刻等缺点。 c h ， m e 。式挚 o m e 3 1 m 占 c h om e 0 y o m 。o m e o h c h 州焱。 。焱。r 3 2 二挂。：。祭。 3 6 a , b3 5 ax ：n hr 1 ：m e 3 3 a r 2 2 s m ex _ o 3 3 cr 2 2 r jx _ o 3 q d 3 5 bx = n h , r 3 = e l 3 3 br 2 2 s m e n 3 3 dr 2 = r ix = n 3 5 cx 2 s ，r 3 2 m e an 2 h 4h 2 i o ho rh 2 n o hh c i k o h p h = 7 。 b a n h r o h r o n a ca qa c o h s c h e m e1 1 2 一芳基环丙基二甲硫缩烯酮类化合物3 8 经碳正离子的多米诺重排 的环化反应3 9 1 是合成结构新奇的稠芳杂环l 一芳基二氢茚、二氢苯 d ， 。砭 啪 q 。 兰。 e 】荠葱、环戊烷隧著萘、4 ，5 - - 2 氢苯并，d 】吲繇、二氢萘著强8 - b , c 】 噻吩等稠杂环的新方法，产率较高( s c h e m e1 2 ) 。整个多米诺历程包 括两个c c 键和一个取代苯环的形成。 弘 4 4 a ：b 如蛰噎o ，c h 捋0 3 ，r 1 、 b ：静3 叠2 0 c 6 魄， s c h e m e1 2 3 、 4 c + 2 c 型环合反应 j u n j a p p a 硬究了4 ，4 - 二甲蘸蒸一3 一丁瓷1 2 一酾稳各释活泼耍警鏊酶在 碱催化下的r o b i n s o n 增环反应删，这是区域选择性的合成酚的种较 s c h e m e1 3 l o 了 4 8 溉呲 撩 嚣盹 o k h汉 站 一 一叔 。啥 协铲舻 好的方法，通道选择适当的诚甲基酮，可合成二氢茚，凹氢茚，二氢 十氯菲、蒽的碳骨架，反应产率较高。与以往的 3 c + 3 c 型环合反应不 爨，这是一类 4 c + 2 c 鍪环台反应，葵在合戏上夔蠹义在予a 一菝基二 硫缩烯酮是首次作为四碳合成予应用于合成中的( s c h e m e1 3 ) 。 4 、作为五碳合成子在有机合成中的应用 a 一肉挂酸基二硫鲸爝醚炎忧合物可经a 羰基二凌镣煺酮在碱蠖 纯条件下与芳繇缩合得戮( 觅漪言二、3 ) 。从结构上寒 看，这类化合物s o 分子中具有双麦克尔体系，在适合的v 条件下，能发生分子内麦克尔加成，即【5 十1 l 环合反应，“+ 峰： 因鼗可馋为五碳会残予寒合成蕻畜蕊豹活瞧戆杂环亿会 ” 物。我们课题组在这方面做了大量工作i 4 】。 3 一羰基一5 一芳撼一2 ，4 一戊二烯甲酸甲酯类化合物s 1 在路易斯酸条件 下可发生重摊，焚昆林 4 1 a 实施了其分子内的麦克零加成，成功的褥到 了邋笔螓酮类纯合耪5 3 ( s c h e m e1 4 ) 。 一r 噬o h0 ，一l ：瓞oo 警1 佚o o 3 5 25 3 s c h e m e1 4 赵梅欣【4 1 6 。】首次实现了n 一肉桂酰基二苄硫缩烯酮的分子内麦克 尔加成，合成了眯唑f l ，2 一a 】= 蜘魄啶、髋啶【l ，2 - a 】荠嘧啶类化合物5 5 。 。，a 火及。 n h 2 ( c h2 ) 爿h 2 t h f ，m ee t1 n a s c h e m e1 5 此反应产率较低( 2 0 一3 0 ) ，且n ，d ，双肉柱酰基或a ，苯甲酰 基- a 一肉桂酰基二：= 硫缩烯酮均没有发生类似反应。在此罄础上，金f 1 哲，杨晓霞1 4 m ，。1 分别对取代基x 的影响做了探讨，发现x 为醛黢或酸 酶鏊时都可发生类似反应，稀潞酪基鲍产率缀低，酰肢錾的产率则可 达到3 0 一5 0 。 由于咪唑并毗啶类化合物具有较好的药物活性和生物活性，因此 对萁合戒方法翦报道较多，但遥常懿方法帮需要以食有懿凌藏婊唾片 段的化合物为底物，限制了其取代基的选择性，而我们的方法则可避 免这一缺焰，所以，遨辨f 5 + 1 环台反应在合成方法学上有较商的研究 徐蘧。西蘸，这方面黪工律还在继续，著己取缮突破性逐震辫】。 5 、a 一官能化反应 目前为止，对n 一羰基二硫缩烯酮类化合物的研究主要集中在亲电 蠡蛊豢碳纛一碳上，对其。一位翡褥究较少。j m - l j a p p a f 2 j 等罄裂臻n b s 实 现了a 一芳译酰基二蕊缭爝酾静a ，瀵代，其d 。澳琢子可被 c n ，a r s 等亲核试嵛| j 所取代( s c h e m e1 6 ) 。 盘 女，戈。 杰就鏊邈上，鼗识瀑题塑捉臻了d 莲f 蕤德及应羹辍念，黧对。一 羰基二蕊缭烯酮靛。一位进行修饰，改变其所连密麓豳酶类蝥，以扩震 其在有机合成中的应用。王芒4 “，杨晓霞队1 ，徐鼹秀4 5 a 1 ，赵玉龙【4 5 b 】 等分别对。* 羧基二硫缩烯酮的n 亲核取代反应进行了研究，实验结果 露下( s c h e m e1 7 ) ： 一1 ”二照。，。”蚣。x x 。b r , i ， 警3 黄s 火$ 蒜；蕊舂2 0 蹲火辩晶。c 簖 r 噶掩。e t o o h a k h = c b让 鹣； r j l y 吣 】| 八s r + o 一告 s c h e m e1 7 1 2 柏 r 1 m m e ，一。 恕， 8 憾“+ 一苫“一“弋 经修饰后的a 羰基二硫缩烯酮在性质上呈现多样性，例如：卤原 予的引入实现了a 碳的极性翻转，由原来的亲核中心变为亲电中心， 送藤子霹被其它茨亲核试裁蕊敬 弋；芳锾缀蓥经还琢后，霹在。位弓 入氯基；强吸电予基团硝鏊的引入可扩鼹其在杂环合成中的应用。 a s o k a n 等人对寓桂酰基二磙缩烯酗瓣光化学反应遗孬了磅究，发 魏澎予环烷蕊基酌推电子 乍璃，a ，n 一灏棱酰蓦环硫代镶烯酮6 6 壁 线形平行结构，在光照下6 6 可发生分子内 2 + 2 环加成反应【4 6 1 。 篓筇0 詈a 。浆r t 1 , 9 s c h e m e1 9 以上是对n 一羰基二硫缩烯酮类化合物的结构、性质及发展现状的 简洁概括，从中可以看出，d 羰基二硫缩烯酮的化学反应活性是其结 秘黪缝舞蘧予懿，其主要硬究方淹是旗子合袋其有生携溪缝豹杂环粪 化合物，其反应条件温和，具有选择性，怒一类应用广泛的多反应中 心的有机合成中间体。 ( 二) 、v i l s m e i e r 试剂在有机合成中的应用 1 9 2 7 年，v i l s m e i e r 等人首先用d m f 和p o c l 3 对芳香胺进行甲酰 化获得成功，其中辑弱懿d m f 和p o c l 3 被合稼为v i l s m e i e r r e a g e n t ( 强 下简称v r ) 。之后，h a a c k ，a m o l d 等人对该反疲进行了改遴和扩充， 因此，v r 反应又被称为v h a ( v i l s m e i e r h a a c k a r n o l d ) 反应。目前， v r 反应已被广泛的应用于有机合成的各个领域，合成了许多在医药、 农药及染糕等方錾j 豢有蠲戆讫合锈。本文凌对l 莲年柬v r 懿龚鍪反 一、v r 的结构 瑗在，久弼逶常认为v r 是盘取代羲获与蠢纯试裁组成豹复合试 剂。取代酰胺可用通式r c o n r l r 2 束表示( r = h ，低烃基，取代苯基； r l ，r 2 为低烃基，取代苯基；r l r 2 n 为o ( c h 2 c h 2 ) 2 n ，( c h 2 ) 。n s o c l 2 、p c i 5 、p c i 3 等。有辩也用p c i s 、p 2 0 3 c 1 4 或金属蠢化物、酸鼯等”a l 。 性中间体，其机理可由s c h e m e2 0 t 4 7 6 】所示： ：l 氧m 铅j i ! ! ! ! ：；：! 、翌。吡。c 。k 。：，。m 龟。：c 虻旷。k k ： 6 8 和6 警两静结构俺者参与反应尚有争议，经1 壬和“pn m r 光 谱数据证实，参与反应的可能是结构6 8 ，且它的反应活性要比6 9 高 “1 。 r o m e s hc b o r u a h 等人在探讨其d a 反应时也提到了有关v r 的结构， 谈为不曩瓣续药畜裂予不裁豹反应 4 粥。 无论v r 以何种结构参与反应，作为一种皿胺黼，它的结构特点 决定了它既具有亲核性( c 1 。) 又具有来电性( 豫胺盐正离子) 。因此， 剩用其亲电取代或亲核取代反应可囱反应物中引入灏的c 。c 键域卤源 子，且v r 及应条件潺鞠( o t 0 0 。c ) ，试裁偷格低廉，荔褥，反应步骤 简单，因此越来越得到有机合成工作者的亲睐。 二、v r 的典型反应 对v r 反应的研究最初只局限于对活泼芳核或双键的酰化上，随 着研究的深入，人们发现v r 还可以发生氯化、氯化甲酰化、芳香化、 成环、脱水等多种类型的反应。很多文献都对此做了详细总结5 0 5 ”。 1 、酰化反应 以r c o n r l r 2 p o c l 3 为例，v r 的酰化反应可用s c h e m e2 1 表示： r 3 h + r c o n r i r 2 p o c l 3 r 3 c o r + r i r 2 n h s c h e m e2 1 这类反应是按亲电取代反应历程进行的，所以高电子云密度有利 于反应的进行。可以发生酰化反应的化合物有：含供电子基的芳香( 杂) 环化合物；含c = c h 、n = c h 双键的活泼烯烃、烯醚、烯胺等化合物： 活泼( 亚) 甲基化合物；醇，胺，醛腙等化合物。以芳香( 杂) 环化 合物为例，其反应历程m 如s c h e m e2 2 所示： n q 。州穗吼r c ，一n q 溉， 一n q 蜩。磐n 赫n s 人n 丽蕊艮“又。 +&。 瓦 峪 。 辨 k e 文抖 三 父 仪器与试剂 ( 一) 仪器 b r u c k e ra c 一8 0 型核磁共振仪( 内标t m s ，溶剂c d c l 3 ) ，b r u c k e r - 4 0 0 型核磁共振仪( 内标t m s ，溶剂c d c l 3 ) ，m a g n a 5 6 0f t i r 红外光谱 仪( k b r 压片法) ，h pg c6 8 9 0 m s5 9 3 型质谱仪，电光分析天平，旋 片式真空泵，三用紫外线分析仪，7 9 l 型磁力加热搅拌器，高效薄 层板，熔点采用微量法测定，温度计未经校正。 ( 二) 试剂 无水碳酸钾沈阳市新西试剂厂( a r ) 二甲基甲酰胺天津天泰精细化学品有限公司( a r ) 二硫化碳天津化学试剂二厂( a r ) 乙酰乙酸甲酯上海五联化工厂( a r ) 乙酰丙酮天津化学试剂一厂( a r ) 三氯氧磷中国亭新化工试剂厂( a r ) 碘甲烷上海化学试剂公司( a r ) 1 ，2 一二溴乙烷北京化工厂( c p ) 1 ，3 一二溴丙烷北京化工厂( c p ) 1 ，4 二溴丁烷江苏新华活性材料研究所( a r ) 无水乙醇北京化工厂( a r ) 9 5 乙醇北京化工厂( a r ) 四氢呋喃天津天泰精细化学品有限公司( a r ) 硅胶g ( 2 5 0 目)青岛海洋化工厂( a r ) 氢氧化钠北京化工厂( a r ) 盐酸北京化工厂( a r ) 三氯甲烷 天津天泰精细化学品有限公司( a r ) 石油醚天津化学试剂有限公司( a r ) 无水乙醚天津化学试剂有限公司( a r ) 乙醚天津化学试剂有限公司 无水硫酸镁天津市大港一中化工厂( a r ) 醋酸胺北京化工厂( a r ) 浓硫酸北京化工厂( a r ) 2 5 实验部分 一、原料的制备 1 、n ，d 一二乙酰基二硫缩烯酮和n 一乙酰基一a 一甲氧羰基二硫缩烯 酮的制备 99 j k 2 c q 人人。普 s e h e n l el 合成方法戮纯合魏l b 懿合成为穗： 向5 0m l 三颈瓶中加入无水k 2 c 0 3 ( 4 0 0 0m m o l ，5 5 2g ) ，乙酰 丙酮( 2 0 + 0 0m m o l ，2 1 0m l ) ，d m f ( 2 0 0 0m l ) ，常温搅拌o 5 h ，冰 浴1 0 m i n ，期入c s 2 ( 2 2 0 0r n m o l ，l ，3 3m l ) ，溶液迅速变红，在冰浴 下搅拌l h ，然后向三颓瓶牵滴船l ，3 。二滨丙烷( 2 2 ，0 0 m m o l ，1 6 8 m l ) 。 常温搅拌过夜，约1 4 h ，t l c 监测反应完毕，将反应液倾入水中，立 即出现大擐沉淀，充分搅拌后抽滤，水洗，晾干后褥化合物1 b ，产率 9 2 3 。嗣襻豹方法合畿纯合耱1 8 - l j ，翅下表1 。 t a b l e l 原料l a l j + 滓： 1 i ，1 j 的底物为试醛剂 一苫 ， 2 、n 羰基二硫缩烯酮的制备 s t h e m ez 合成方法以化合物2 b 的合成为例： 向5 0m l 的锥形瓶中加入化合物l b ( 5m m o l ，1 0 8g ) ，二氯甲烷 ( 1 0m l ) ，搅拌，冰浴下滴加浓h 2 s 0 4 ( 2 0m m o l ，1 0 9g ，0 6m l ) ， 5 m i n 内滴加完毕，撤去冰浴，室温下剧烈搅拌，约1 0 h ，t l c 监测底 物消失，将反应液慢慢到入盛有冰水的烧杯中，用二氯甲烷萃取两次 ( 1 0m l 次) ，再用水将萃取液中残余的h 2 s 0 4 洗去，无水m g s 0 4 干 燥过夜，蒸出溶剂得淡黄色固体，产率7 0 。同样的方法合成化合物 2 a 2 e ，如下表2 ： t a b l e2 羰基二硫缩烯酮2 a 一2 e 二、一羰基二硫缩烯酮化合物与v i s f f i 6 i e r 试剂的反应 1 、氯化反应 r 1 p o c l 3 o r p b r 3 d m f s r 2 x = c i34 5x - b r s c h e m e 3 r 2 s r 3 合成方法以化合物3 b 的合成为例： 向配有冷凝管、恒压漏斗、温度计的5 0m l 三颈瓶中) j n kd m f 。戈 三、炔类亿合物的制备 x n a o h e t o h 3 0 - 4 0 r 3 s r s t h e m e 6 合成方法以9 b 为恻： 向5 0m l 的圆底烧瓶中，加入底物3 b ( 2m m o l ，5 0 6m g ) ，乙醇 1 5m l ，n a o h ( 8m m o l ，3 2 0 r a g ) 的水溶液4 m l ，温水浴( 4 0 5 0 。c ) 搅拌2 4 h ，t l c 瀣溅，底物清失，铡入永中，搅拌，有沉淀生成，插 滤，褥到白惩固体，产率8 3 3 。网樽静方法合成化合物9 a i l e * ，如 下表6 ： t a b l e6炔类纯会物 注：4 i ：台成单炔n a o h 为2e q u i v ，台戏双炔n a o h 为4e q u i v 。 3 7 + 2 ；仡台物1 0 b 一 0 d 需黯栈麓析分高( 硝油醚：光水乙醚= 8 0 ：1 ) + 3 ；化台物4 a 4 e 小稳定，与碱的反成是盥接在萃取液中进彳亍的，加入的碱的艇和产率 以化台物2 a - 2 d 的量计箅。 结祷表餐； 9 a ：3 - ( 1 ，2 - 皿乙二硫基) 皿甲基1 ，4 戊二炔 状态：白色固体分解点：6 8 7 0 。c 1 hn m r ( 4 0 0 m h z ) ：3 4 3 ( 2 壬 ，s ，一c c h ) ，3 5 5 ( 4 h ，s ，+ s c 8 2 ) i r ：3 2 5 6 ，2 9 2 7 ，2 0 9 1 ，1 4 9 0 c m l m s m z m + ：1 6 6 9 b ：3 一( 1 ，3 - 距丙二硫基) 越甲基一1 ，4 - 戊二炔 状态：白色蘑落分解点；1 0 8 一 1 0o c hn m r ( 4 0 0 m h z ) ：2 2 0 ( 2 h ，m ，c h 2 ) ，3 + 0 3 ( 4 h ，t ，- s c t t 2 ) ， 3 4 7 ( 2 h ，s ，一c c t ) i r ：3 2 7 1 ，2 9 2 5 ，2 0 9 2 ，1 6 3 8 ，1 4 8 6 c m - 1 m s m z m + 】：1 8 0 9 c ：3 - ( 1 ，4 - 亚丁二硫基) 皿巨甲基一l ，4 戊二炔 状态：白色固体分解点：7 0 7 2 。c hn m r ( 8 0 m h z ) ：l 。9 7 ( 4 珏，m ，一c h z ) ，3 + 2 ( 4 嚣，m ，s e 董，) ， 3 3 7 ( 2 h ，s ，一c c h ) i r ：3 2 5 6 ，2 9 2 7 ，2 0 9 1 ，1 6 4 5 ，】4 9 0 c m o 9 f - 2 一( 1 ，2 一遁乙二硫基) 豫甲基一3 炔，丁羧 状态：白色霞体分解点：1 4 4 。1 4 6 。c 1 h n m r ( 4 0 0 m h z ) ：3 4 6 ( 2 h ，m ，一c h 2 - ) ，3 5 6 ( 2 h ，t ，一s c h ，) ， 3 6 6 ( 2 h ，s ，一c c ) i r ：3 2 8 2 ，2 9 5 2 ( 窕) ，2 8 2 3 ，2 0 9 7 ，t 6 6 5 ，1 4 7 1 c m o 9 9 ：2 - ( 1 ，3 - 豫丙二硫基) 渡甲基3 炔。丁酸 状态；白色固体分解点：1 4 0 1 4 2 。c 1 h n m r ( 4 0 0 m h z ) ：2 2 4 ( 2 h ，m ，一c 2 ) ，2 9 7 ( 2 h ，t ，s c h ，) ， 3 。0 7 ( 2 h ，t ，一s c h 2 ) ，3 6 9 ( 2 h ，s ，一c c h ) i r ：3 4 4 3 ( 宽) ，2 3 6 2 ，2 0 9 1 ，1 6 5 7 ，1 4 2 4 c m “ 3 8 1 0 a ：3 - ( 1 ，2 - 亚乙二硫基) 亚甲基4 氯2 炔1 戊烯 状态：液体 1 h n m r ( 8 0 m h z ) ：3 4 3 ( 4 h ，m ，一s c h ，) ，3 5 3 ( 1 h ，s ，一c c h ) ， 5 4 8 ( 1 h ，s ，= 一h ) ，5 5 3 ( 1 h ，s ，= h ) i r ：3 2 8 6 ，2 9 2 3 ，2 0 5 2 ，1 5 0 6 ，1 4 2 0 c m 一1 m s m z ( m 一1 ) ：2 0 2 1 0 b ：3 - ( 1 ，3 - 亚丙二硫基) 亚甲基一4 一氯一2 一炔一1 一戊烯 状态：液体 1 h n m r ( 8 0 m h z ) ：2 2 0 ( 2 h ，m ，一c h 2 ) ，2 9 5 ( 4 h ，1 1 1 ， 3 5 7 ( 1 h ，s ，一c c h ) ，5 3 2 ( 1 h ，d ，j = 1 6 ，= 一h ) ，5 6 2 j = 1 6 ，= h ) i r ：3 2 8 5 ，2 9 2 5 ，2 8 5 7 ，2 0 8 3 ，1 6 2 0 ，1 4 9 3 ，8 9 2 c m 1 m s m z ( m 一1 ) + ：2 1 6 1 0 c ：3 - ( 1 ，4 - 亚丁二硫基) 亚甲基一2 一氯4 炔一l 一戊烯 状态：白色固体 m p ：5 0 5 2 。c 1 h n m r ( 8 0 m h z ) ：1 9 5 ( 4 h ，m ，一c h 2 ) ，2 9 9 ( 4 h ，r n ， 5 2 5 ( 1 h ，d ，j = 1 5 ，= 一h ) ，5 5 0 ( 1 h ，s ，一c c h ) ，5 5 3 j