（有机化学专业论文）新型喹唑啉酮与咪唑啉酮类杂环的合成与生物活性的研究.pdf

，差键词： 碳_ 二亚胺喹唑啉酮眯唑琳酮双膦亚胺杀菌活性三 组分串联a z a w i t t i g 反应 舢s t t a c t ：t h et a n d e ma z a w i t t i g r c a c t i o nw i t ht h r e ec o m p o n e n i sw a s e 、t 。“d e dt ot h es y n t h e s i so f2 - s u b s t i t u t e dq u i n a z o l i n o n e s1 s u b s t i t u t e d 1 24 仃1 a 冽。g r o u pa n d s u l f u r c o n t a i n i n gg r o u p sw e r ei n t r o d u c e dt ot h e p o s i t i o n2o f 1 “1 d a z o l i n o n e smo r d e rt o i m p r o v et h e i rf u n g i c i d a l a c t i v i t i e s h r e n l l i n e r e f 嘶c dc o m p o u n d sw e r es y n t h e s i z e da n dt h e i r f u n g i c i d a la c t i v i t i e sw e r e 5 n l d l e d i na d d i t i o n , t h e s y n t h e t i cm e t h o dt on e wb i s i m i n 叩h o s p h 咖e 、v a s d i s c u s s e dp r e l i m i n a r i l v k e y w o r d s ：e a r b o d i i m i d e ，q u i n a z o l i n o n e ，i m i d a z o l i n o n e ，f i l n g i c i d a l a c t i v i t y ，b i s i m i n o p h o s p h a n e ，t a n d e ma z a - w i t t i gr e 枷o nw i t ht i l r c o m p o n e n t s 戮簟嫩卜眦觚谢心赠黼 献亚 撇一一 前卜个嗣 鬻一 蒹做他联啉活曾 摘盯黼贼 ：lj；j*lt， 第一章文献综述 卜几年来，杂环化合物在农药、医药发展中的重要作用已日益明显。而在杂 环化合物中，含氮杂环尤其是咪唑、咪唑啉酮、三嗪酮等杂环己成为高效医药和 农药。因此，关于其合成新方法及生物活性的研究一直十分活跃。其中利用三组 分串联a z a w i t t i g 反应合成新型杂环化合物因其条件温和、产率较高而倍受青睐。 下面对三组分串联a z a w i t t i g 反应进展以及喹唑啉酮、咪唑啉酮的合成方法 作一综述。 第一节 三组分串联a z a - w i t t i g 反应进展概述 串联反应由y - 能让几个不同的反应连续发生，。环扣一环地形成最终产物， 避免了分离中间体的麻烦，因而是一类很有发展前景的反应。三组分串联a z a w i t t i g 反应正是利用a z a w i t t i g 反应的产物与亲核试剂反应，再实现进一步成环的反应 已成功地应用于许多杂环及稠杂环的合成中。这种方法是应用分子中适当部位含 有酯基或a 、1 3 不饱和基等的膦亚胺叶立德与异氰酸酯发生分子问a z a - w i t t i g 反应，形成活性中间体二亚胺，再d n a 亲核试剂以发生进一步的成环反应，该方 法采用了三种反应物“一锅煮“，故称为三组分串联a z a w i t t i g 反应。 下面根据成环的方式不同，分别予以叙述。 一使用邻位有酯基取代的膦亚胺来进行成环反应 要蠕? 要_ ：兰享硭 兰2 长 y 、v 1 与含n 的亲核试剂的反应m 2 1 r r lr i 少。，如p 。一洲剞少。田 一。钠弧8一。钠儿坤人 b r雌 嗍 一 该方法亦成功地应用于一些含昧唑啉酮环的二茂铁衍生物及稠合的嘧啶酮的 同样的方法在制备稠合嘧啶时比用其它的合成方法条件温和，且不受环上是 否存在吸电子基的影响。 晖m e 篡一零n p h 川c o o e i 刖掣套 ：蒜一t 凡nc o o 。m e h o r l k 。n k c o o m 帮e ，一。n 墩 _ 二使用邻位有a 、b 一不饱和基取代的瞵亚胺来进行成环反应，如6 1 瓯e 从_ _ ，e 弧- - a l i f 乇e 一w ) ，一x ) ，一 墨 与y n ( ip r ) -苯并i 吵基时，只得到了未关环的3 。 第二节中间体膦亚胺的制备 a s o 吐 日o h 孚双 ( x 。的制邪 采用二条路径进行：1 ) 先重氮化后酯化，2 ) 先酯化后重氮化，经m s 证实是 可行的。具体制备方法均见第六章实验部分。产品为一黄色油状物，收率为7 6 t 以n ，作保护c h ：c 1 ：作溶剂，室温下进行反应6 h r 左右得一白色晶体， m p 1 4 2 1 4 4 产率为8 5 。从其i r 谱图中可看出酯基振动：1 7 1 8 e r a 1 ( v 。；。) ，1 2 3 2 e m 1 ( v 。一) ：苯环振动：1 5 9 0 c m ，1 4 5 0c m ，1 4 8 0c m ；n = p 振动：1 4 3 0 c m - i 。从其m s 图中可看出分子离子峰m z 4 2 5 和分子离子峰减去c o o e t 的峰3 5 2 ( 1 0 0 m 7 3 ) 。其波谱数据证实了膦亚胺的分子结构。 3注意事项： 1 ) 4 “r ”“用甲苯重结晶。该物质不可强光照射烘干，否则颜色会变黑。 晦一n 3 2 ) 重氮化过程中会产生h n ，气体，故应在通风橱中进行。 3 ) 冰盐浴下慢慢滴加s o c l 2 。 4 )膦亚胺1 较稳定，置避光、干燥处可放置l 2 个月左右。 第三节目标化合物的合成 一、合成目标化合物4 ： 采用三组分“一锅煮”的方法，其步骤如下： 将膦亚胺l 溶于c h 2 c j ：溶液中，向其中加入等摩尔的a r n c o ，n 2 保护，密封， 静置于干燥处25 h r ，脱去大部分溶剂，重结晶分离出固体，脱溶，加入c h 2 c i ：溶 剂与亲核试剂h y ，室温静置或加热催化若干小时，重结晶或短柱分离得到产物。 该合成方法的关键是碳二亚胺的制备。由于碳二亚胺易水解，故所用溶剂、 仪器均应保持干燥。制备时不宜搅拌，静置为佳，n ：保护。得到的碳二亚胺不宜 久置，随用随制。 另外，重结晶出p h ，p o 时，最好静置半小时左右，使结晶完全，以免影响目 标化合物的分离。 二、结果与讨论： 反应结果见下表： 簪剐的 一 蚋。 右左 表2 - 1 熔点 产盔 化合物 a ry 反应条件状态 ( )( ) 4 ap h 。， 2 4 h k 2 c 0 3 白色晶体 1 4 8 1 5 06 4 尹n 室温 4 bp h2 4 h 室温 白色晶体 1 2 4 1 2 68 8 n e t ， 4 cp h 一。n 2 4 i m 室温向色晶体2 3 5 2 3 68 5 _ 4 dp h o 2 4 k 室温白色晶体2 1 5 2 1 7 8 6 3 ep hn ( 1 - p r ) 2 2 4 l m 室温白色固体1 6 7 1 6 88 0 3 fp h仃， 2 4 l m 室温白色固体2 3 0 2 3 l8 2 、入，“ 4 c 1 乜 n e t 2 8 l l r 1 1 0 白色晶体8 2 8 45 8 p h 4 c 1 w o 2 4 l u 室温 白色晶体 1 2 0 1 2 27 2 4 h p h 4 c 1 、 4 i 2 4 h r 室温 白色晶体 1 6 0 1 6 67 6 p h 4 c 1 一。，“1 2 4 h r , k ：c o s 4 j n催室温 自色晶体】5 6 】5 86 4 p h 3 c i 4 k n e t 28 h r , 11 0 白色晶体8 4 , - - 9 l7 0 p h 3 c 1 o 2 4 虹室温白色晶体9 6 9 85 2 4 l p h 3 c 1 ，弋 4 m 2 4 k 室温 白色晶体 p hl j 1 3 6 1 3 85 8 3 c 1 一。，、 2 4 h r , k 2 c 0 3 4 n 室温白色晶体1 5 0 1 5 27 4 p h恼n 1实验结果表明，能否利用碳二亚胺顺利制备喹唑啉酮，取决于亲核试剂的亲 核能力，空间位阻对反应也有一定的影响。讨论如下： l 和制备咪唑啉酮相比，应用该方法制各喹唑啉酮4 时，其成环反应速率明显 ， 2 3 4 5 要慢，因而反应时间一般要更长一些。 当y 为二异丙胺基、苯并三唑基时，在室温下反应未得到成环产物，而是分 离到胍中间体3 e 和3 f 。这可能是因为其体积较大，阻碍了成环反应。其中t 将胍中间体3 e 在甲苯中回流1 2 小时，也未检测到任何成环的产物。在3 e 的 1 h n m r 谱中可明显看出乙酯基的吸收：43 8 ( q ，2 h ，j = 70 h z ，c o o c h ：) ， 1 4 4 ( t ，3 h ，j = 70 h z ，c h ，) ，还有n h 的吸收：94 0 ( s ，l h ) ；其i r 谱中存在乙酯基的 c = o 吸收：1 6 9 2 e m 。1 ：其m s 谱中存在分子离子峰m z 3 6 7 ( 55 8 见p l ，附图) 该成环反应除与喹唑啉酮的2 位取代基y 的位阻有关外，还与3 - 位n 取代 基a f 的电子效应有关：当a r 为苯基、y 为二乙氨基时，室温下即可成环： 而当a r 为氯苯基、y 为二乙氨基时，室温下仅生成胍中间体，其结构经 m s 谱中存在分子离子峰m z 3 7 3 ( 1 97 0 ) 予以证实，只有在甲苯中加热回流才 能得到成环产物；然而有趣的是，当a r 为氯苯基、y 为六氢吡啶或吗啉 基时，室温下即可成环，此时，环状六氢吡啶或吗啉基的较小的空间位阻有 利于成环反应的进行。 当h y 为三氮唑时，需加入k 。c o ，催化。这可能是因为l 位上的氮原子的孤 对电子离域到三唑环上，与三唑环电子共轭，使其亲核性减弱，加入k ：c o ， 后，可使之形成氮负离子进攻碳二亚胺中带正电荷的碳更容易。 由分离得到了胍中间体这一事实可以看出，碳二亚胺与含氯的亲核试剂的反 应是分两步完成的：第一步发生亲核加成得到中间体胍3 。这一步反应很快， 往往是在加入h y 后立即生成胍，使溶液呈现乳白色浑浊状，同时有白色沉 淀析出；第二步是胍分子内氮亲核成环。这一机理符合三组分串联a z a - w i t t i g 反应的机理。机理参见第三章第三节。 在喹唑啉酮4 的i r 谱图中，环内c = o 的强伸缩振动峰出现在1 6 9 0 c m 。左右， 在其1 h n m r 谱中，主要存在芳环的吸收和y 基团上的吸收。从其m s 谱图 可以看出此类化合物有较强的分子离子峰，其主要断裂大都发生在2 位取代 基上，喹唑啉酮的断裂碎片峰也很明显。这些特征说明其波谱数据与分子结 构相吻合。 第四节波谱性质 一i r 分析： 从红外光谱数据，我们可以看出 表2 - 2 部分喹唑啉酮化合物4 的i r 数据( c m 1 ) 化合 vc ；n 和苯苯环 物 v 目c - h vc 司 v fn v cn 其它 环中v h 6 c _ h 1 4 9 0 ，1 4 4 0 6 9 5 8 4 0 4 a1 7 2 01 2 9 0 1 3 6 0 1 2 5 07 5 0 v ，h 1 6 1 0 ，1 5 4 5 ， 4 b2 9 5 ( )1 6 7 51 3 l o7 7 47 0 0 1 4 7 0 1 4 1 0 4 c 2 9 5 0 ， 1 6 8 5 1 6 】0 ，1 5 8 0 ， 1 3 1 07 6 26 9 0 1 】1 0 2 8 5 01 5 6 5 1 4 5 0 比_ 0 t 2 9 5 0 1 6 1 0 1 5 9 0 4 d1 6 8 4 1 3 0 07 7 06 9 0 2 8 5 1 )1 5 8 0 1 5 6 0 4 h 2 9 5 01 7 4 01 3 i o 6 9 5 1 4 3 0 ，1 4 2 0 ，7 5 5 ， 6 5 5 1 3 5 0 1 1 1 0 4 i2 9 7 01 7 3 0 1 2 9 0 7 0 0 蚺q t 1 5 9 0 ，1 5 7 0 ，7 7 0 6 5 5 1 4 9 0 1 5 9 0 1 5 6 0 7 7 5 ， 4 k2 9 6 ( )j7 2 8 1 2 9 06 6 0 1 4 3 0 1 4 1 07 0 0 i 所有基团的特征吸收峰均很明显。 2 羰基的伸缩振动在1 6 9 0c m 1 附近。由丁i 环内共轭使波数稍低移。如4 b 、4 c 、 4 d 。 3 喹唑啉酮中c = n 伸缩振动和苯环的c = c 伸缩振动在1 6 0 0 1 4 0 0c m 。，之间有 明显的吸收峰。 4 2 - 氨基取代的c - n 伸缩振动吸收峰在1 2 9 0c m 。，附近。 5 c - c 1 键的伸缩振动吸收峰在6 5 5c l n 1 附近。 6 饱和c h 的伸缩振动如4 h 、4 i 、4 k 在2 9 6 0c m - 左右吸收峰很强。 7 4 a 、4 c 、4 i 的= c - h 、c o 的 伸缩振动p 也分别有吸收。 = 1 h n m r 分析： 部分喹唑啉酮类化合物4 的1 h n m r 数据列于表2 - 3 中，仔细研究这类化合 物的1 h n m r 谱可发现如下特征： 1 各类氢的化学位移与裂分均很特征。 2 由于二个苯环上的氢化学位移值接近，而裂分方式不同，因此在谱图上表现 为二级谱图，化学位移范围较大，在87 5 p p m - - 69 2 p p m 之间有多重峰。 3 六氯吡啶基上有二种类型的氢，由于诱导效应，使得与电负性太的氮相邻的 氨的化学位移比远离氮原子的氢的化学位移处于更低场，同时由于它们彼此 偶合，故分别在3 2 p p m 、1 5 p p m 附近有多重峰和三重峰。 4 吗啡啉基内也有二种类型的氢，其中与氮相邻的氢比与氧相邻的氢化学位移 处于更高场，并且由于彼此偶合裂分，故分别在3 3 p p m 、3 6 p p m 左右出现多 重峰。 二乙胺基内二种类型的氢彼此偶合裂分，分别在31 0 p p m 、08 0 p p m 附近有三 重峰和四重峰。 表2 3 部分化合物4 的1 h n m r 谱( p p m l 化舍物y芳基氢 h 。 h b 81 2 7 1 632 0 - - 29 6o9 ( 卜0 7 4 4 b - - n ( c h 2 c h 3 ) 2 ( m , 9 h ) ( q , 2 h )( t ，6 h ) 82 2 - 7 2 8 34 0 32 43 7 2 35 2 4 c一no _ ( m ，9 1 - 1 )( m ，4 h )( 1 1 1 ，4 h ) 4 d o 82 2 - 73 034 8 - - 31 5i6 8 1 4 0 ( m ，9 h )( m 4 h )( m ，6 h ) n n a 87 5 “9 287 ( s 2 h ) 4 j 。| ：土 ( m ，8 h ) 三唑环上的氢 三m s 谱分析： 对合成的】2 个目标化合物都进行了m s 测试，部分结果见表2 - 4 。 表2 4喹唑啉酮类化合物4 的m s 谱主要离子碎片峰 化合物主要碎片离子峰 4 a 2 8 9 ( m + 4 5 ) ，2 7 6 ( 1 0 0 ) , 2 2 1 ，1 4 4 ，7 7 ，5 1 4 c 3 0 7 ，2 5 0 ，2 2 1 ，1 7 4 ，1 1 0 ，7 7 ( 1 0 0 0 , 5 ) ，4 1 4 d 3 0 5 ，2 6 2 ，2 2 1 ，1 6 0 ，】1 9 ，7 7 ( 1 0 0 ) ，4 1 4 h 3 3 9 ( m + 5 1 句，3 4 l 【( m + 2 ) 十】，3 1 0 ，2 5 5 ，1 9 4 ，1 4 6 ，1 1 1 ，8 4 ，7 5 4 i 3 4 0 ( m + 3 8 ) ，3 4 2 【( m + 2 ) + 】，2 7 6 ( 1 0 0 ) ，2 5 5 ，1 4 2 ，l l l ，7 7 4 j 3 2 3 ( m + , 4 2 ) ，3 2 2 ( 1 0 0 ) ，3 2 4 ( m + 2 ) + 】，2 5 5 ，1 7 2 ，1 4 4 ，9 0 , 6 3 4 9 3 2 7 ( m + ，6 5 ) ，3 2 9 ( m + 2 ) + j ，2 5 5 ，1 8 8 ，1 7 4 ，9 0 ，7 2 ( 1 0 0 ) 4 k 3 2 7 ( m + ) ，3 2 9 【+ 2 ) + 】，2 9 7 ( 1 0 0 ) ，2 5 5 ，1 8 8 ，1 4 5 ，9 0 ，7 5 4 l 3 3 9 ( m + , 5 5 ) ，2 3 9 ，1 9 9 ，1 5 2 ，7 7 ( 1 0 0 5 1 4 m 3 4 0 ( m + ，3 0 ) ，3 4 2 ( m + 2 ) q ，2 8 4 ，2 5 5 ，1 7 4 ，9 0 0 0 0 ) ，7 5 住 由表2 4 数据可看出该类化合物的m s 谱图有如下特征： 1 化合物的分子离子峰均很明显，含氯元素( m + 2 ) ，( m + 4 ) 的同位素峰也存在。 2 亲核基团与喹唑啉酮环之间的断裂为主要方式，苯环与喹唑啉酮环之间也易 断裂。其碎片离子峰吸收均很明显。 3 由f 该类化合物中含有多个苯环，因此苯环的特征碎片峰如c 。h s * ( m z = 7 7 ) 、 c 6 h ：( m z = 7 5 ) 、c 4 h ；( m z = 5 1 ) 很强4 1 中的碎片( c 6 h 5 + ) 甚至为基峰。 4 大部分化合物( m 2 9 ) 的碎片离子峰也有吸收峰，如4 h 中m z3 1 0 。 5 手要碎裂片离：j 二峰均可得到满意的解释，亦证实了它们的结构与预期的相 符。 现以4 h 为例说明其主要裂分方式： j 驭。拙一 、n m z3 1 n 附： q 。足六 z1 9 、_ c d b r n z 7 5 q 。， m z1 l l 胍中间体3 e 的m s 谱 1 ， 蟛 馨 第三章2 - 唑基4 h 一味唑啼卜4 一酮的合成 研究表明，三唑类化合物具有良好的杀菌活性，尤其是l 一取代1 ，2 ，4 - 三氮 唑摹的化合物其杀菌活性大大增强，因此1 ，2 ，4 三唑基就作为一个重要基团被 引入到化合物中作为杀菌剂筛选吲。如9 2 年开发出来的新广谱杀菌剂 ( f l u q u i n c o n a z o l e ) ，对麦角甾醇的生物合成有良好的抑制作用，同时对由真菌引 起的植物病害有良好的防治功能4 1 。 f f l u q u i n c o n a z o l e 咪唑啉酮类杂环具有良好的生物活性，我们首次将l ，2 ，4 - 三氮唑基引入到 咪唑啉酮的2 位上，并研究了其杀菌活性。 第一节合成路线 以芳基乙烯基膦亚胺与芳基异氰酸酯发生a z a - w i t t i g 反应，再进一步与h y 成 环，得到了9 个未见文献报道的目标化合物，其合成路线如下： a r 2 n c + o 船l 厂弋n _ c ：n a r c o o e l 马r m 厂扣 a r l j p l l ，4 - c i p h ，3 - c 1 一p ha r 2 = - p h , 4 - c i - p l l ，3 - c l - p h ，4 - c h r p h y _ 咪唑基，三氮唑基 1 4 喵 第二节中间体膦亚胺的制备 删姗堂时眨 署h一牵罴 1 n 3 c h ：c o o e r 的制各： n a n ：c i c h ，c o o e t ：i21 ( 摩尔比) 使c | c h ：c o o e i 充分反应，脱溶剂c h s c n 时会有产物的部分损失计算产率后控制( 9 2 左右) 。 2 叠氯化物6 的制备： 无水乙醇需加钠蒸馏处理，a p c h o 使用前必须提纯，囡为易氧化为 a d c o o h ，严重影响缩台反应，提纯到的a r l c h o 也只能通n ：保护放置l - 2 天。 冰盐浴开启反应，控温5 。制得的6 ( 淡黄色固体) 1 ；可久置- 真空干燥一夜后 再与p h ；p 反应。膦亚胺7 较稳定干燥、避光处町放置很长时间。 第三节结果与讨论 该系列的关键是缩合反应制备叠氮化物6 以及碳二亚胺的制备。碳二亚胺不 宜久置。随用随制，制备时不宜搅拌，n 2 保护。加入h y 之前重结晶出p h ，p o 否则会影响目标化合物的分离。同时h y 的亲核能力对反应条件也有一定的要求， 归纳如下。 1 当h y 为味唑时，反应很快进行到底，而当为三氮唑时，需k 2 c 0 3 催化，c h ，c n 作溶剂，反应液的颜色立即变深，约l o 分钟反应完全。这是由于三氨唑的亲 核性比咪唑的要弱，环上三个氮原子共轭更强，并且在c h ：c i ：中的溶解性较 差，改加极性更强的c h ，c n 作溶剂，增大三氮唑的溶解性，同时加入k ：c o ， 形成氮负离子，更易关环。 2 当加入k ，c o ，后，溶液颜色立即变深，后又变浅，说明可能有生色基团n 。离 子中间体形成，关环后颜色变浅，n 。消失。故该系列反应机理与三组分串联 a z a - w i t t i g 反应机理相符，即： 。式兰：塑t 一 声 a r 稻一 反应结果见表3 1 孓； i弋i l 快 ，o 则n 八n 一肼 ll n = | l 由 化合 a r la r 2y反应条件状态熔点( ) 牟塞 物( ) 5 ap hp h 三氦唑基 k ：c 0 3 ( s y 黄色晶体 l3 6 13 88 2 c h , c m j 5 m i n k 2 c 0 3 ( s y 5 bp h3 一c 1 一p h 三氮唑基黄色晶体1 5 2 - 1 5 4 6 6 c h 3 c n ，1 5 m i n 5 cp h3 c 1 p h 咪唑基1 0 m i n ，c h c 1 ，黄色晶体1 5 0 1 5 28 7 5 dp h4 - ( 2 1 p h 三氨唑基黄色晶体1 5 6 - 1 5 87 2 k 2 c q ( s y c f l 3 c n 1 5 m i n 5 ep h4 c 1 p l l 咪唑基 】0 m i r d c l t 2 c 1 2黄色晶体 1 6 6 1 6 87 l 5 f4 c 1 p h4 - c 1 p h 三氮唑基 k 2 c 0 3 ( s ) 黄色固体1 9 7 1 9 98 7 c h 3 c n ，1 5 m i n 5 9 3 1 p h4 c l 。p h三氮唑基 k 2 c 0 3 ( s ) , 淡黄固体 2 1 8 2 2 07 6 c h 3 c n 1 5 r a i n 5 h3 4 2 l p hp h 三氮唑基 k 2 c o s y 棕黄固体1 7 6 1 7 88 0 c h # n ，1 5 m i n 5 ip h 4 - c h 3 - 眯唑基 1 0 r a i n c h 2 c 1 2 淡黄固体2 2 0 2 2 25 9 p h 3 加k 2 c 0 3 催化时，反应时间应小于2 0 m i n 分钟，因为当溶液颜色再次变深时， 可能有副反应发生，造成重结晶困难和产率降低。 4 当h y 为咪唑时，产物久置颜色会变深。 5 在睬唑啉酮5 的限谱图中，环内c - - o 的强伸缩振动峰出现在1 7 2 5c m - 1 左右， 在其1 h n m r 谱中，主要存在芳环的吸收、环外乙烯基的吸收和y 基团上的 吸收。从其m s 谱图可看出该类化合物主要断裂大都发生在2 位取代基上，咪 唑啉酮环的断裂碎片峰也很明显。这些特征说明其波谱数据与分子结构相吻 合。 r 分析 第四节波谱性质 衷3 2 部分咪唑啉酮类杂环5 的i r 数据( e r a 。1 ) v 。和芳环中 化合物 、 一 、，【f v c y 。c hv f _ c l 的vc 1 5 7 2 1 5 6 0 5 b1 7 2 51 6 3 81 2 7 59 9 )6 8 1 1 1 4 7 5 j 4 3 0 1 5 5 0 ，1 5 4 5 ， 5 e1 7 1 91 6 3 51 3 ( ) 0l ( ) 0 06 8 0 1 4 7 0 1 4 4 0 1 5 8 0 15 5 0 5 f1 7 3 01 6 3 81 2 8 09 9 06 6 5 1 4 7 5 15 6 1 1 5 4 5 ， 3 9 1 7 3 51 6 4 01 2 8 09 9 56 8 0 1 4 9 5 1 4 8 0 扶 i 外光谱数据，我 f f l i l 以看出： 1 所有基团的特征吸收峰均很明显。 2 簇基伸缩振动吸收在1 7 2 5 1 附近。由于羰基在无元环中珂= 张力使之向高 波数移动，同时又处于共轭体系中，使之移向低波数，故1 7 2 5c m 。t 是个平均 结果。 3 环外双键的伸缩振动吸收峰在1 6 3 5c m 。1 左右，烯键氢的面外弯曲振动在9 9 0 c m 。附近，由于芳环上连有氯原子吸电子基，诱导效应使得y f = c h ) 向赢波数 移动。 4 苯环骨架振动以及咪唑啉酮环的伸缩振动吸收峰在1 5 8 0 1 4 3 0c m 。，范围内，c n 的伸缩振动在1 2 9 0c m 。左右，吸收峰均很强。 5 c c i 的伸缩振动吸收峰在6 7 0c m 1 左右。 = 1 h n m r 谱图分析： 部分咪唑啉酮化合物5 的1 h n m r 数据见表3 0 ，仔细研究其 h n m r 谱可 发现有如下特征： 1 各类氢的化学位移与裂分均很特征。 2 由于该系列化合物有两个苯环，在谱图上表现为二级谱图， 大，在83 2 71 0 p p m 之间出现多重峰。 3 烯键氢由于受到苯环与咪唑啉酮环的共轭作用，向低场移动， 间出现尖锐单峰，常常与苯环的多重峰混在一起，难以辨认e 化学位移范围较 故在耻7 p p m 之 4 取代唑环上的氢由于一方面与电负性较强的氮相连，另一方面唑基环上共轭 效应，强烈地向低场移动，至91 0 p p m 左右有很明显的吸收峰。 表卜3 部分化台物5 的1 i t n m r 谱( p p m ) 化合物苯环上的氢烯键氢y 上的氢 82 2 72 073 090 5 5 a ( m ，1 0 h )( s ，i h )( s ，2 h ) 8 1 8 7 1 072 592 2 5 c ( m ，9 h )f s ， )( s ，3 h ) 82 0 7 1 571 691 8 5 d ( m , 9 h )( s ，1 h )( s , 2 h ) 82 0 “9 272 092 0 5 e ( m ，9 h )( s ，1h )( s ，3 h ) 8 3 2 74 080 0 9 5 0 5 f ( m ，8 h )( s ，1 h )( m ，2 h ) 8 1 9 7 1 670 890 5 5 9 ( m ，8 h )( s ，1 h )( s ，2 h ) 三m s 谱分析： 对合成的9 个化合物均进行了m s 测试。其结果见表3 4 表卜_ 4 味哇啉酮类杂环5 的m s 谱主要离子碎裂片峰 化合物主要碎片离子峰 5 a 3 1 5 ( m + , 2 2 5 0 ) ，3 1 4 ( 1 0 0 ) ，2 6 4 ，2 1 8 ，1 7 1 ，1 4 4 ，1 1 7 ，6 5 5 b 3 4 9 ( m + , 1 0 0 o ) ，3 5 l 【伽+ 2 ) 十】，3 2 1 ，2 0 5 ，1 5 1 ，9 9 ，3 1 5 e 3 4 8 ( m + ，2 5 ) ，3 5 2 ( m + 2 ) q ，3 4 7 0 0 0 ) ，2 0 4 ，1 6 9 ，8 9 ，7 5 5 d 3 4 9 ( 2 4 ) ，3 4 8 ( m + , 1 0 0 ) ，2 0 4 ，1 3 7 ，8 9 ，7 5 5 e 3 4 8 ( m + ) ，3 4 7 ( 1 0 0 ) ，3 5 0 1 ( m + 2 ) + 1 ，2 7 7 , 2 0 4 ，1 3 7 ，8 9 ，7 5 5 f 3 4 8 ( m + , 6 6 ) ，3 5 0 1 ( v l + 2 ) q ，2 4 8 ，2 0 5 ，1 5 1 ，9 9 5 93 8 3 ( m + ，2 5 ) ，3 5 0 ( m + 2 门，3 8 2 ( 8 8 呦，2 0 7 ，2 0 5 ，9 9 5 h 3 4 7 ( 1 0 0 0 * ) ，3 5 0 【( m + 2 ) 1 ，2 7 7 ，1 7 0 ，9 3 ，7 7 5 i 3 2 9 ( m + , 2 4 ) ，3 2 8 ( 1 0 0 ) ，2 4 8 ，1 8 4 ，1 6 4 ，9 1 t s 由表3 4 数据，可看出该类化合物的m s 谱有如下特征： 1 化合物的分子离子峰都很明显含氯元素的( m + 2 ) ，( m + 4 ) 同位素峰也很特征 有的峰的( m ”丰度很大如5 a 、5 c 、5 d 、5 e 、5 i 。 2 由于多个苯环的存在，碎片中苯环系列很明显，如c 。h 3 + ( m z = 7 5 ) ，c 6 h s + ( m z = 7 7 ) ， c h ；c 1 + ( n z = 8 9 ) 离子峰均很强。 3 咪唑啉酮的开环断裂方式有多种，往往易失去小分fc o ，同时碳氮双键易断 裂，其离子峰很明显如5 b 。 4 t 蓦碎片离子峰都可以得到满意的解释，亦证实r 其结构与预期的相符。 现以化合物5 b 为例说明其主要断裂疗式： 1 9 第四章2 含硫取代基4 h 一味唑呻卜_ 4 酮的合成 文献报道r p a 4 0 7 2 1 3 有良好的杀菌活性。因此本章主要是在眯畦啉酮类杂环 的2 位导入含硫取代基，以增强母体昧唑啉酮的杀菌活性，共合成了8 个未见文 献报道的化合物，并成功分离到了一个胍中间体。 第一节合成路线 尸一洲。芦一t 一9 一w m 7 5 。一。一一，气。；一1 i ；舔 孰一 ( x = o ，r = s m e 9 a ：a r 一- 3 c i p h ，x = s ，r = h 9 b ：a t - - 4 - c 1 - p kx = s ，r = h 9 c ：a r = 4 一c h 3 - p h ，x = s ，r = h 9 d ：a r = e h , x = s ，r = h o r x = s ，r = h ) 9 e ：a f 3 一c l - p h x = o r = s m e 9 e a r - - - 4 一c i - p h , x = o r = s m e 9 9 ：a r = 4 - c h r p h ，x = o ，r = s m e 9 h ： a r = p h , x = o ，r = s m e 第二节结果与讨论 合成目标化合物9 的关键仍是碳二亚胺的制备，同时亲核试剂的亲核能力对反 应条件也有所要求，归纳如下：_ 1 - 三组分反应过程中若用c h 2 c 1 2 作溶剂加入k 2 c 0 3 催化后，产物为 r 来关环的胍中问体( m z4 1 6 ) 也育少量关环产物生成( m z3 7 0 ) 。若 增大溶剂的极性，改用c h c n ，则反应渡颜色立即变深。很容易待 - 到关环产物( 见p ：附图9 c 与其聪中间体) 这可能是由于溶剂极 性增大后，在k 2 ( 2 0 ；催化下，有过渡态生色基团n 离子生成放易 于亲核成环，而靠中闻体性质较为稳定，一旦生成。则关环较赡 神 。伊 吨。 2 该系列反应的机理可解释为 3 当h y 为”厂8 、h q , s 上的孤对电f 离域剑杂环l ：，降低r 其亲核能 x 弋，一 力，同时宅阻较大也1 i 利亲核进攻。 反应结聚见表4 1 ： 反应时间 化合物 a r 状态熔点( )产率( ) 嘞 9 a3 c 1 p 1 11 0 黄色晶体 1 5 4 l5 67 4 9 b 4 。c i p h 8 黄色晶体 j 9 4 1 9 67 5 9 c 4 c h 3 - p h 1 2 黄色晶体 1 0 8 1 1 07 6 9 dp h6 黄色晶体 1 5 2 15 47 8 9 e3 c 1 p h2 淡黄固体 8 8 9 08 9 9 f4 c 1 p h4 淡黄固体 1 5 4 1 5 68 7 9 9 4 c h 3 p h 4 淡黄固体 1 4 6 1 4 88 2 9 hp h3 淡黄圆体 】3 8 1 4 07 7 第三节波谱性质 一i r 分析： 从红外光谱数据，我们可以看出： 1 所有基团的特征吸收峰均很明显。 2 羰基的伸缩振动吸收峰在1 7 2 0 c m 。1 附近。9 9 中甲基的c h 吸收峰在2 9 6 0 c m 。 麓 k 表4 2 部分昧唑啉酮类杂环9 的m 数据( c m 1 ) 化合 v c = n 和苯环 v c s _ c 物 v c ：ov v cnv c _ c 】其它 中v c 1 4 9 0 1 4 4 0 6 8 0 9 b1 7 2 01 6 3 01 3 1 07 3 0 1 3 6 0 1 3 5 0v c s _ c 1 4 9 0 ，1 4 4 0 ， 6 9 0 9 d1 7 1 01 6 2 51 2 9 0 1 3 5 0vc s 吨 6 8 5 1 5 9 0 ，1 5 7 0 ， vc - s - c 9 f1 7 3 0 1 6 5 01 2 9 07 6 0 1 4 9 0 1 3 9 01 1 1 0 vc _ 0 m c 6 9 0 1 5 9 0 ，1 5 6 0 ， v c s _ c2 9 6 0 y 9 9 1 7 2 01 6 5 01 2 9 0 1 4 9 0 1 4 0 01 1 1 5 c h v c m r 3 环外双键因为同c = n 、苯环相连，吸收峰强度较大，在1 6 3 0 c m 1 附近有很强 的吸收峰。 4 咪唑啉酮中c = n 与苯环中c = c 伸缩振动混在一起。因为有多个苯环，且苯环 与氮原子和c = c 相连，使1 4 4 0c m 。1 附近的吸收峰特别强。 5 醚键和硫醚键的伸缩振动吸收峰在】1 1 0c i n 、6 8 5e f t l 1 附近分别有很强的吸收 带。 6 c c i 的伸缩振动吸收峰在7 4 0c m 附近。 二1 h n m r 谱分析： 部分咪唑啉酮类杂环9 的1 h n m r 数据见表4 3 ，仔细研究这类化台物的 1 h n i v l r 谱可发现有如下特征： i 各类氢的化学位移与裂分均很特征。72 p p m 附近均为溶剂c d c i ，吸收峰。 2 由于该类系列化合物有三个苯环，其上的氢化学位移值接近，而裂分方式不 同，因此在谱图上表现为三级谱图，化学位移范围较大，在7 9 6 - - 72 1 p p m 之间出 现多重蝗。 3 烯键氢的化学位移在7 1 0 “9 0 p p m 之间，呈一尖锐单峰，没有一与苯环的化 学位移混在一起。 5 通过硫而与苯环相连的甲基上的氢的化学位移稍比直接与苯环相连的甲基上 的氢要高，这主要是由于去屏蔽效应，使得共振信号移向低场，分别在 2 5 0 、2 4 0 p p m 之间和2 3 9 p p m 处有一尖锐单峰。 表4 3 部分化合物9 的1 h n m r 谱( p p m ) 化台物芳环氢烯键氢甲基氢 7 9 2 72 16 9 4 9 b ( m ，1 4 h )( s 1 h ) 7 9 2 72 26 9 424 0 9 c ( m ，1 4 h )( s 1 h )( s ，3 h ) 7 9 0 72 169 0 9 d ( m ，1 5 h )( s ，1 h ) 7 9 6 - - 73 070 620 5 9 e ( m ，1 3 h )( s 1 h )( s ，3 h ) 79 0 72j71 025 0 ( s ，3 h ) 9 9 ( m ，j 3 h )( s ，】h ) 2 3 9 ( s ，3 h ) 79 0 72 l70 624 8 9 h ( m ：1 4 h )( s 1 h ) ( s ，3 h ) m s 谱分析： 对合成的8 个化合物均进行了m s 测试其结果见表4 4 表卜4 咪唑啉酮类杂环9 的m s 谱主要碎片离子峰 化合物主要碎片离子峰 9 a 3 9 0 ( m + ) ，3 8 9 ( 1 0 0 ) ，2 9 8 ，2 7 7 ，1 9 3 ，j 4 3 1 0 9 ，7 7 9 b 3 9 0 ( m + ) ，3 9 2 | ( m + 2 ) + l ，3 8 9 ( 1 0 0 ) ，2 8 l ，1 9 3 ，1 0 9 , 7 7 9 c 3 7 0 ( 1 0 0 ，) ，3 3 7 ，2 6 1 ，2 2 6 ，1 1 6 ，6 5 9 d 3 5 6 ( m + ) ，3 5 5 0 0 0 ) ，3 5 8 ( m + 2 ) + j ，2 4 7 , 2 1 2 ，1 0 9 ，7 7 9 e 4 2 0 ( m + , 1 0 0 ) ，4 2 2 1 ( m + 2 ) + 】，3 7 3 ，2 9 8 ，2 3 9 ，1 1 6 ，4 5 9 f 4 2 0 ( m , 1 0 0 ) ，4 2 2 ( m + 2 ) 1 ，2 7 6 ，2 3 9 ，11 6 ，4 5 9 9 4 0 0 ( m * ) ，3 9 9 ( 1 0 0 ) ，3 8 6 ，3 0 6 ，2 4 0 ，2 3 9 ，11 6 ，7 7 9 h 3 8 6 ( m + ) ，3 8 5 ( 1 0 0 ) ，2 3 9 ，1 6 7 , 1 1 6 ，7 7 由表4 4 数据，可看出该类化合物的m s 谱有如下特征： l 化合物的分子离子峰都很明显，其中有些( m i ) 的离子峰已达到基峰，如9 a 、 9 b 、9 d 、9 9 、9 h 。 2 所含醚链和硫醚链的断裂方式也很特征。苯环的特征碎片峰很明显，如 c e h 5 + ( m z = 7 7 ) 的峰很普遍。 3 昧唑啉酮环的开环断裂方式有多种，且伴有重排现象发生，如m z = 2 3 9 的峰 值很普遍，同时m z = 1 1 6 的丰度也很强。 4 主要碎片离子峰都可以得到满意的解释，亦证实了其结构与预期的相符。 现以化合物9 9 为例说明其主要断裂方式： 附： 1 0 0 i 。c 0 4 m i n 9 0 a 0 7 0 。 6 0 e 0 蛊 日 o 。h【iiijl j 鼽“ p o a 啮毗毗幢警 p ，矿磐乇毽眦岔乞 9 仑茫擎姆 附 们 蛔 加 伸 如 拍 m a 第五章新型双膦亚胺中间体的合成 双膦亚胺是一类很重要的中间体和单膦亚胺相比，双膦亚胺叶立德的反应 往往由于彼此之间的相互作用而显得更为复杂其中常常耍经过多步的串联反应 过程然而反应的操作却十分简便，而且易制得一些复杂的稠杂环系”脚1 。本 章合成出了一种新型双瞵旺胺中间体并对双串联“a - w i t t i g 反应作了初步探讨。 第一节合成路线与方法 文书一划 1 邻氨基苯甲醇的制备 用l i a h 。还原邻氨基苯甲酸，所用试剂、仪器均应干燥。反应完后用水除掉 多余的l i a h 。时，滴加要缓慢，以防反应剧烈大量泡沫冲出。产物为一白色固体， 产率为9 6 左右。 2 邻叠氮基苯甲醇的制备 因有h n ，气体产生，应严格在通风橱中进行。短柱分离得到纯品( 黄色油状物) ， 产率约为7 5 。 3 邻叠氮基苯甲酰氯的制备 冰水浴下将氯化亚砜慢慢滴入邻叠氮基苯甲酸中，后升温至7 5 c 。加热回流若 干小时，产物不需分离，立即进行后继反应。 4 双叠氮化物l o 的制备 二段法进行：第一步冰盐浴、e t 3 n 催化，反应1 小时；第二步升温至3 5 反应 2 小时，短柱分离得纯品，产物为一棕黄色固体产率4 6 。 5 双膦亚胺l l 的制备 由双叠氮化物l o 与三苯膦反应制得，短柱分离，为黄色固体。 第二节波谱分析 双膦亚胺1 1 的m s 图分析： l2 7 7 ( 1 0 0 )3 5 2 ( 1 0 0 ) 3 5 2 ( 1 0 0 ) l3 8 2 ( 2 0 )3 9 7 ( 1 3 )3 9 7 ( 5 ) l3 6 6 ( 1 5 )2 7 7 ( 3 8 )2