（有机化学专业论文）新型吡唑衍生物合成和环二硫缩烯酮酸荧光性质研究.pdf

东北师范大学硕十学位论文 摘要 a 一 碳基二硫缩烯酮是一类重要的有机合成中间体，它可以看作是q ， p 一 不饱和拨基化合物， 以前的研究工作主要集中在将a - 基二硫缩烯酮 作为1 , 3 一双亲电体与亲核试剂的反应。 为了进一步研究a 一 拨基二硫缩烯 酮作为 1 ,3 一双亲电体与亲核试剂的反应，刘群老师课题组对二硫缩烯酮 类化合物的a 一 位官能化反应进行了大量研究，发现了一些有非常意义的 反应，同时得到了很多有应用价值的新化合物。 其中 1 - 1 , 3 一 二硫戊环/ 1 , 3 一 二硫已 环 亚甲 基一 1 一 芳基偶氮基丙酮 可以 看 成 是a 位带 有 偶 氮 基、 p 位带 有 两 个 烷 硫 基的a , p 一 不 饱 合 酮。 本 文利用 1 - l , 3 一 二硫戊环/ 1 , 3 一 二硫己环 亚甲基一 1 一 芳基偶氮基丙酮， 作为 1 , 3 一 双亲电体与水合成脐反应，制得了一系列含有偶氮基毗哇环的 连二硫醚类化合物 “ 2 - 5 一 甲 基一 4 一 芳基一 2 h - 毗哇基一 3 硫基l - 乙( 丙) 基连二 硫醚” ，并对这些化合物的制备条件进行讨论。由于这些化合物具有特定 的官能团，有望在药物、染料等领域得到应用。 此外，本文从2 - ( 1 , 3 一 二硫戊环/ 1 , 3 一 二硫己 环)亚甲基一 3 - 拨基丁 酸乙 酷出 发 合成了5 - ( 4 一 二甲 胺基 ) 苯乙 烯 基一 2 - 1 ,3 1 二 硫戊 ( 己 ) 环亚甲 基 - 3 - 氧代并 一 戊烯酸。对这类化合物进行了结构表征，并且对其荧光性质进 行了初步研究。 发现这类化合物是一类良 好的p h荧光探针化合物，可以 用来检测溶液中的质子浓度， 如果做成器件， 在一定的条件下可以对环境 中的c 0 2 等化合物进行检测。 有望在信息存贮、 环境监控、 离子敏感器等 各种领域得到广泛应用。 关键词:毗哇 ， 二硫缩烯酮，分子开关，荧光. 东北师范大学硕士学位论文 ab s t r a c t a s a s o rt o f i m p o r ta n t i n t e r m e d i a t e s in s y n t h e s i s ,a - o x o k e t e n e d i t h i o a c e t a l s h a v e b e e n s t u d i e d e x t e n s i v e ly a n d e s p e c i a l ly a s 1 , 3 - e l e c t r o p h i le s f o r m a r o y a n d h e t e r o c y c l i c c o m p o u n d s.i n o r d e r t o s t u d y t h e s e i n t e r m e d i a t e s ,p r o f e s s o r l i u q u n h a s f o c u s e d o n t h e re a c t i o n s o n t h e a - c a r b o n a t o m o f k e t e n d i t h i o a c e t a l s .a l o t o f n e w c o m p o u n d s w e r e s y n t h e s i z e d , a n d s o m e i m p o r t a n t r e a c t i o n o f a - o x o k e t e n e d i t h i o a c e t a l s w e r e d e v e l o p e d a s w e l l . 1 一 1 , 3 d i t h i o l a n - 2 - y l i d e n e - l - a ry l p r o p a n - 2 - o n e r e a c t s w i t h n h z n h z t o p r o d u c e c o m p o u n d s o f 2 - 5 - m e t h y l- 4 - a ry l - 2 h - p y r a z o l- 3 - y l s u l f a n y l - e t h y l ( p r o p y ) d i s u l f a n y l - e t h a n e . w e i n v e s t i g a t e d t h e c o n d i t i o n s t o p re p a r e t h e s e c o m p o u n d s a n d 2 - 5 - m e t h y l - 4 - a ry l - 2 h - p y r a z o l - 3 - y l s u l f a n y l - e t h y l ( p r o p y ) d i s u l f a n y l - e t h a n e h a s p o t a n t i a l a p p l i c a t i o n i n t h e a r e a o f p h a r m a c y o r d y e . m o r e o v e r , s o d i u m 5 - ( 4 - d i m e t h y l a m i n o - p h e n y l ) - 2 - 1 , 3 d i ( t h i o - l a n t h i a n ) - 2 - y l i d e n e - 3 - o x o - p e n t - 4 - e n o i c a c i d w e re p r e p a r e d fr o m 2 - 1 , 3 d i ( t h i o l a n t h i a n ) 一2 - y l i d e n e一3 - o x o - b u t y r i c a c i d e t h y l e s t e r a n d c h a r a c t e r i z e d， t h e fl u o r e s c e n t p r o p e r t y o f t h e s e c o m p o u n d s w e re s t u d i e d as w e l l . t h e y w e r e f o u n d t o b e p h s e n s o r w it h h i g h q u a l i t y . t h e y c a n b e u s e d t o d e t e c t s o m e c o m p o u n d s s u c h as c 0 2 o f a t m o s p h e re k e y w o r d s : p y r a z o l e ， d i t h i o a c e t a l s ，m o l e c u l a r s w i t c h ， fl u o r e s c e n c e . 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。 据我所知， 除了文中特别加以标注和致谢的地 方外， 论文中不包含其他人己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育机构的学位或证书而使用过的材料。 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 确的说明并表示谢意。 词 t p- 学位论文作者签名:日 期: 乡 v v v . a i 、 “ 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、 使用学位论文 的规定， 即: 东北师范大学有权保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。 本人授权东北师范 大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 可 以采用影印、缩印或其它复制手段保存、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: 日期: 指导教师签名: v 日期: 学位论文作者毕业后去向: 工作单位: 通讯地址: 电 话: 0 4 ? ? - j m 934 少 邮 编: -i z nn n 东北师范大学硕士学位论文 第一章前言 杂环化合物由于表现出较好的生物活性和结构多样性，具有广阔 的 研究和开发前景 【 卜 ,1 。杂环化合物的合成一直受各国化学家的高度 重视，各类杂志不断地报道杂环化合物的研究论文。在这些报道中， 毗哇类化合物占 有非常大的比 重4 1 。 特别是近十几年来， 在化学、医 学、农药学等各个领域中，科研工作者对毗哇衍生物的合成及性质研 究表现出极大的兴趣。这方面的工作也经常在关于杂环化合物的综述 性文章中出 现 1- 2 1 ， 二硫缩烯酮类化合物由于其特殊结构， 可与多种 亲核试剂反应生成杂环化合物， 为杂环化合物的合成提供了一些便捷、 有效的方法。 一二硫缩烯酮类化合物在合成杂环方面的应用 二硫缩烯酮类化合物作为合成杂环合物的良 好原料大致可以分为 两类:( 1 ) a 一 拨基二硫缩烯酮;( 2 ) 吸电 子基取代的二硫缩烯酮。 ( 一)由a 7jy c 基二硫缩烯酮合成杂环 自1 9 1 0年。 一 拨基二硫缩烯酮类化合物首次被合成以 来， 其化学 反应的多样性己成为有机合成中的一个研究热点。分子中的碳碳双键 因受到推电子基和拉电子基的作用被极化，形成拨基碳和日 碳两个亲 电中心，同时a 位又是较活泼的亲核中心。 因此，a 一 拨基二硫缩烯酮 类化合物可以和多种试剂发生多种类型的化学反应， 环合芳构化一 取代 环合芳构化占 有一定比 重u 5 1 。 近几年，由a 一 拨基二硫缩烯酮合成具有 天然产物结构单元的杂环及稠杂环化合物方面的报道较多。 1 . 1 作为两碳合成子合成杂环化合物 如上所述，(x - 拨基二硫缩烯酮的c = c双键因受推、拉电子基作用 而被极化， a 位具有亲核性， p 位具有亲电 性， 极化的 双键可以作为两 东北师范大学硕士学位论文 碳合成子合成杂环化合物。 j u n j a p p a i 从a 一 芳基二甲 硫缩烯酮1 出 发， 用2 - 氨基毗q取代烷 硫基得到2 ，在c u c i , / t h f 体系中，毗陡n 和a - c与c u l, 配位，经正离 子自由基中间体环合，再经r a n e n y n i 还原，合成了3 一 芳基咪哩并毗 咙 类化 合 物4 0 ( s c h e m e 1 ) 卜 一 h 片 s c h 3q n h f i n n h 丫s c h 3o 麟 n schy vr r a ny n i 一加 卜 3 4 s c h e m e 1 化合物5 1 5 1 与叮丙吮反应得到s 一 甲 基， n 一 氮丙吮缩醛6 ， 进一步在 催化量的碘甲烷存在时，发生重排生成螺环化合物7 ( s c h e m e 2 ) 0 + h n 习一 s c h e m e 2 1 . 2 作为三碳合成子合成杂环化合物 作为 1 , 3 一 亲电试剂的 a - 拨基二硫缩烯酮是有机合成中一类重要 的三碳合成子， 被广泛应用于和脐、轻胺、呱等杂原子双亲核体发生 c + 3 1 、 3 + 2 型环合反应构建毗哇、异啥哇、 啥淀等。 a - 澳代一 a - c 基二硫缩烯酮p ,6 ， 与麟反应得到三种毗哇9 , 1 0 . 1 1 , 反应机理为: 化合物 8与册发生麦克尔加成生成化合物 1 2 ，紧接着经 环硫阳离子中间体1 3 , 1 3 再经1 , 2 一 烷硫基转移一 分子内环合得到4 , 5 一 二烷硫基毗哇9 ，另两个毗哇 1 0 和 1 1 是有另一分子水合麟进攻中 2 东北师范大学硕士学位论文 间体 1 3 的c - 2 或c - 1 位置生成的( s c h e m e 3 ) 。 袱日场 h仓1 n -h9 一8 一 。公 r = me . e t s c h e m e 3 g . h . e l g e m e i e 等人由4 -( 二甲 硫基) 亚甲 基一 5 - 拨基毗哇琳酮 类二硫缩烯酮1 4 出 发， 与亲核体反应合成出下列化合物rv 。 合成出的 含有 s c h e m e 4 甲硫基的稠杂环是琉基嚓吟类似物，在嚓吟生化反应中可作为一种抗 代谢化合物，具有重要用途。( s c h e m e 4 ) 东北师范大学硕士学位论文 ( 二)吸电子基取代的二硫缩烯酮合成杂环的反应 b r i e l 等【 n 在合成具有潜在抗过敏活性的唆吩并 2 , 3 - b 毗r类 化合物时，为使反应具有区域选择性，用化合物 2 0与 2 - 氰基硫拨乙 酞胺 2 1 反应合成了硫拨毗淀类化合物 2 2 ( s c h e m e 5 ) 。 ， c nh .q。 。i 1 4 丫” ” 1 -c h ,s h s 21 一 . . . . . .卜 r e wa n g e m e n t s c h e m e 5 g a l a l . h . e l g e m e i e 等人致力于合成嚓吟 及抗代谢 类化合 物， 这类 化合物不仅广泛应用于医学研究和药物医学方面，而且在生物分子及 药物分子合成中有重要意义。他们所做的研究工作有以下几方面: ( i )室温及k o h 和1 ,4 - d i o x o n e 存在的 条件下， 吸电 子基取代 的二硫缩烯酮类化合物2 3 与4 一 取代的 氰乙酞基硫代氨基脉反应， 经 麦克 2 3 . : x xn b xxo , e , s c h e m e 6 尔加成得到含有甲硫基和氰基的化合物 2 4 ，而且 2 3也可与氰乙酞麟 反应生成n - 氨基一 4 一 甲硫基一 2 - 毗哇酮2 5 ， 在进一步反应生成稠杂环化 合物 2 7 a - d ( s c h e m e 1 9 ) 。 所合成的化合物 2 6 属于 2 - 毗吮酮- n 一 希夫 东北师范大学硕士学位论文 碱，与阱反应生成毗哇仁 3 , 4 - c 毗陡2 7 , 2 7 属于脱氮杂嗓吟类似物， 有可能具有生物活性，对医学及药物学研究有重要价值。 ( i i ) n t t p t . 琳酮类化合物 2 7 p 与二硫缩烯酮类化合物 2 3反应合 成a 比 咙并毗吟琳酮化合物 2 9 和 3 1 ( s c h e m e 7 ) 0 鱼一燕 一 nh,h. -f l y . _ 胡 n - nh ,c 2 7 p6 厂cn， c o, 曰 s c h e m e 7 ( i ii ) 化合物2 3 与5 - 氨基毗哇a 与进行区域专一性反应， 合成了 有重要意义的 琉基af 吟和五元氮杂类似物即， 该类化合物有望进一步 发生 cc nz 1 ) c sc , h , o s c h , 1 / c h , o h a,-n= nh,h,n n nh a ) h ,a27 p ip 尸hn a,ij=n ,nfhh n (ncn .2到 : 争 b z xo c c ， h ， x yn n = n % n j n = n -a r r -ny h , 、 入少. e m一/ 一 、s r , 氏 n,n ) - .- nh, r_nnv n, - )_ n_ y n- nh,n- n h n h r于“ =n-!vnh, s c h , 3 4 s c h e m e 8 化学反应和生物活性研究 ( s c h e m e 8 ) 。除此之外，日 本的m e d h a t a . z a h a r a n等人也用化合物 2 3与芳胺反应合成出一系列化合物1 2 1 ( s c h e m e 8 ) 。所合成的毗吟 1 , 5 - a 眯睫类化合物3 5 和3 6 作为嚓 东北师范大学硕士学位论文 吟类化合物具有重要的化学性质和药理学性质。 a洲 nar hn a v c 6 1 4 4 o c 2 h 5 a a fc , h , o c , h , - p nh=cn n , hn ar h nhzcn 3 5 a , x2 nh, 57a x .7x nh, xri 3 6 a , b n h , 烹御 am n 3 7 a - d . : x ,= x , = h 3 8 a - - -d . : x ,= a x , = h b : x , = c o p b x y = h d :x i= x , d p s c h e m e . 8 6 东北师范大学硕士学位论文 二毗哇环合成方法小结 毗啤环的合成方法大体上可以分成两类方法，第一类是以脐及其 取代物为氮源的合成方法，第二类是以重氮盐或偶氮化合物为氮源的 合成方法。下面分别对这两类方法进行介绍。 r z/ , , c n o o o p o r_n r z - - - - e r 3 r z 1 1 1 - r 3 r 2a j a r 3 x o 尹 r, r3tio .+,o - 一- -s r 3 o r t h e r s nc cn1y - or 毕 c ， 一 s g h 3 h 3 c s s c h 3 s c h e me 9 ( 一) 以麟为氮源合成毗哇环的方法 由s c h e m e 9 可以看出能和腆进行反应的化合物主要有( 1 ) 1 , 3 - 二酮;( 2 ) a , r 一 不饱和拨基化合物;( 3 ) a , p 一 二卤 代醛酮类化合物;( 4 ) 曼尼烯碱类化合物:( 5 ) + , r 一 不饱和氰类化合物;( 6 )多不饱和烃类化 合物;( 7 )二硫缩烯酮类化合物;( e )其它化合物。 1 . 1与阱及其取代物反应的 1 , 3 一 二拨基化合物主要分为两类: ( 1 ) 2 位没有取代基的1 , 3 一 二毅基化合物“2 4 ; ( 2 ) 2 位单取代的 7 东北师范大学硕士 学位论文 1 , 3 一 二酮拨基化合物2 5 . 2 6 1 。 其中 阱和这两类化合物都可以反应， 而脐 的取代物和前一类化合物进行反应更容易一些。反应过程如下: o o r 4 h n - n h 2 -.卜 - h. o 0 n - n h r 4 r 3 阵n h r 4 - h , o 闷卜 1n ra工 氏39 s c h e m e 1 0 a , 5 一 不饱和拨基化合物主要作为三碳合成子参与毗哇环的合成 反应。1 9 9 5 年o l e g等人利用 a , 0 一 不饱和拨基化合物进行了 化合物 4 6 2 7 ， 的 合成 ( s c h e m e 1 1 ) 0 2 0 0 2 年y a g a m a r e f a l l 等人又由 化合物 4 7 经过七步合成了 化合物4 9 x ( s c h e m e 1 2 ) h o_。_。，。 了 户 、 尹 丫、 2、 门 b -_ 1 *c i _、 u _ c i i _ l _j 了 才切. - - - 心 卜。_ 尸 气 、 2 产、尹 产、/ “ . . . . 卜 叱 备 了 从 、2 产 、 、 j户r - - - b-. 卜依n一 、 、 了一 b rv-一 ，kl， ” 丫。，n 4 3 4 4 4 5 4 6 s c h e m e 1 1 6 日 he z 4 7 s c h e m e 1 2 作为a， p 一 不饱和 拨基化 合物的 前体a ,p 一 二卤 代拨基 化合物与 腆或 p 一 偕二卤 代拨基化合物与麟发生反应生成毗哇 类化合物。 例如1 9 9 5 年 胡 长明 等 人 通 过合 成出 化 合 物5 0， 近而 又 合 成了 化 合 物5 1 x , 1 9 9 6 年 刘 源发 等 人 通过 类 似的 反 应又 合 成了 化 合 物5 3 0 ( s c h e m e 1 3 ) 东北师范大学硕十学位论文 一， 一 -， 一-一- 一一 oh c f 3 c f 3 1 c f 3 c c 1 3 c f , c f b r i n h 2 n h 2 eer r (a)(b)(c) 叽cclzcfbr50 ci o 拿ich ihi c, na oh + n h 2 n h z h 2 0 i. - n i / s c h e me 1 3 曼尼烯碱类化合物在高温时也可以 和脐发生反应，反应情况类似于 a , p 一 二卤 代碳基类化合物在 氢氧化 钠水溶液中 与 腆的 反 应. 可以 看作 是曼尼烯碱类化合物在碱的作用下首先得到不饱和拨基化合物， ( c h , o) 9石 ， 飞 p y n 、一 色 今 自 头“ , n l、 一 沪_尹飞夕口 1 1-c. 几 1 5 4 5 5 5 6 r“。 比 “比 “朴 ou nhnhz etohi / 心心 s c he m e 1 4 然后与脱发生亲核加成反应，生成毗哇衍生物，或是腆先和拨基发生 亲核加成反应，然后再发生分子内取代反应生成毗哇衍生物。李光才 3 和尹承烈3 2 1 才分别在1 9 9 9 年和1 9 9 8 年对两个反应进行研究( s c h e m e 1 4) 0 a , p 一 不饱和氰的 氰 基被看 作 潜在 c 基基团， 也可以 和脐反 应生成 毗哇类衍生物， 产率3 0 % 左右。 进行改进后，产率有所提高。生成的毗 哇 环上的 氨基 可以 继 续 发生 反 应， 生 成 其它 毗哇 衍生 物“34 . ( s c h e m e 1 5 ) 东北师范大学硕士学位论文 a r n = n _ , c n n _ 二 cn .o ar n, cl 门卜 nh 2 iin .丫 11 n h p n h in h s c h e me 1 5 赵劲松在 1 9 9 8 年报道了化合物6 2的生产工艺，化合物6 2由1 , 3 一 二丁炔化和ift反应得到，这个化合物是一种氮肥硝化抑制剂，能够 增加氮肥的效率 . ( s c h e m e 1 6 ) h c = c -c = c h + h 2 n - n h 2一 / s c h e m e 1 6 二甲 硫缩烯酮作为一种特殊的不饱和酮， 可以直接和腆反应， 或 者在甲 硫基进行转化以后再和麟反应生成毗哇类衍生物，陈寒松曾对 由化合物 6 3 合成不同的杂环类衍生物行进了报道， 其中经过两步反应 合成出的毗畔衍生物6 5 具有一定的生物活性te a l o ( s c h e m e 1 7 ) n % n , 犷护义 x - (,/、 一八 _ c h 3 s ch 3 c h 3 s c h 3 .c h 3 nhh s c h 3 n -nh r = p r, b u , p h , h x= f , h s c h e m e 1 7 1 . 2能与腆反应生成毗哇环的化合物除了以上几种方法外，还有 其它一些巧妙的方法。 c o r e y r . h o p k i n s 等人对t 从苯甲 酞丙酮出 发经过化合物 6 7 合 成化合 物6 9 的 反 应进行了 报道3 7 j 。 j a e n y o u n g k i m 等人利 用 0轻基 酮 7 0一步合成化合物 7 1 ，这个反应先是生成膝，然后发生分子内失 1 0 东北师范大学硕士学位论文 水， 之后又发生了 氢的1 , 3 迁移 最后生成目 标化合物 3 a ( s c h e m e 1 8 ) 0 0 0 0 h y d , , h y d , l , 之 o r闷 卜 n n-卜 2 、 69o h o r ， - - - - - - - - ， 卜 r s c h e m e 1 8 胡长明等人巧妙地利用一种特殊的炔烃和脐发生亲核加成反应， 然 后， 发 生 分 子内 关 环反 应 生 成毗 哇 环 制得 化合 物 7 3 . ( s c h e m e 1 9 ) r tc f 2 c - c r r fc f 2c h = 甲 h r 一 h 2 - 严 门 h n n .山甲h f h l n h n h 2 r r -h f ” 、 r7 3 卿rrn. f 卜 n h 2 r c - c = r ,c f11 n n h 2 7 2 s c h e me 1 9 ( 二) 以重氮盐或偶氮化合物为氮源合成毗哇环的方法 与阱相比，能和重氮盐或偶氮化合物反应生成毗哇环的 化合物虽 然不多，但这些反应在毗哇环的合成中也占有很重要的地位。特别是 近年来，这方面的研究受到很多关注。 化合物7 6 有5 条合成路线， 严传鸣、 李翔等人对这5 种合成方法 的优缺点进行了比较，由于用重氮盐合成化合物7 6 有合成步骤少， 产 1 1 东北师范大学硕士学位论文 率 高 ， 易 操 作 等 优点， 而 成为 首 选的 合成 路 线 3 . ( s c h e m e 2 0 ) f ac - c 丫 n h , n -n o 写f3c仆n,hs04 cl75 c刊 s c h e m e 2 0 h e l m u t f i s c h e r 等人合成了化合物7 9并提出了两种反应机理 ( p a t h a a n d p a t h b ) 通过一系列的 ( c o ) s c r ( c h 2 c 1 2 ) / c ,h 0 0 0 m e / e t 2 c n 2 实验证实这一反应是通过 p a t h a机理进行的，在这一机理中( c o ) , c r 可以看作是催化剂，目 标物的产率适中，可以说这一反应为毗啤衍生 物柑到了一个转奸合成路线4 1 0 ( s c h e m e 2 1 ) ch lm i 泪 cr b 2 + r i r 2 c n 2 p a t h b cn r r 十 .上v a r j 一r 7 8 2 p a t h a n yr lm 1 板 7 9 s c h e m e 21 化合物8 0 和c , n 一 二苯基氰基亚胺在三氯甲烷溶液中于室温下反 应6 -8 小时， 得到合化物8 1 的产率适中。 但是， 当化合物8 0 与n - ( 2 , 4 一 二氰基苯基卜c 一 苯基氰亚胺在同样的条件下反应时，首先生成踪的 衍生物溶液。这种踪的衍生物在强烈的反应条件下 ( 回流) 才能发生 环构化生成毗哇衍生物， 但产率很好4 21 。从这个反应可以 看出，能使 1 , 3 偶极上的电荷分散的因素对这个反应是有利的。( s c h e m e 2 2 ) 东北师范大学硕士学位论文 尺12 + +p h -c三三 n - n-p h c h c i 3 n 产 ，一 s c h e m e 2 2 重氮基化合物和取代炔进行反应也可以生成毗哩类衍生物8 3 , 8 5 , 在这个反应中 g u y b e r t r a n d认为重氮基化合物可能是通过先亲核加 成，再环化进行的。在这个反应中磺酞基是控制区域反应的关键，这 是因为磺酞基可以 使发生亲核反应的重氮基的负电荷发生稳定化4 3 1 ( s c h e m e 2 3 ) nzr/ m m= h , l i 十 r c=c t o s 由li n “ n s c h e m e 2 3 此外，也有关于通过化学键迁移等方法合成毗哇环的报道4 4 东北师范大学硕士学位论文 二仪器与试剂 ( 一)仪器 b r u c k e r a c - 8 0型核磁共振仪 ( 内标 t m s ) ; b r u c k e r - 4 0 0型核磁 共振仪 ( 内 标 t m s ) ;美国n i c o l e t公司 m a g n a 5 6 0 f t - i r红外光谱仪 ( k b r ) ;电光分析天平;a b 1 0 4 - n电子分析天平;旋片式真空泵:三用 紫外分析仪;7 9 - 1 型磁力加热搅拌器;高效薄层板; w r s - i a 数字熔点 仪。 ( 二)药品 无水碳酸钾沈阳市新西试剂厂 ( a . r . ) 二硫化碳天津化学试剂厂 ( a . r . ) 乙酞乙酸乙酷北京化工厂 ( a . r . ) l , 2 一 二澳丙烷北京化工厂 ( c . p . ) 1 , 3 一 二溟丙烷北京化工厂 ( c . p . ) 苯甲 醛沈阳试剂一厂 ( a . r . ) 胡椒醛北京化工厂 ( a . r . ) 间硝基苯甲醛德国m e r c h 公司进口 ( a . r . ) 氯化亚讽北京新光化学试剂厂 ( c . p . ) 苯天津市化学试剂一厂 ( a . r . ) 甲 苯北京化工厂 ( a . r . ) 苯甲醚北京化工厂 ( a . r . ) n , n 一 二甲基苯沈阳试剂一厂 ( a . r . ) 对二甲苯枫径化工厂 ( c . p . ) 水合脐天津市化学试剂二厂 ( a . r . ) 氯仿天津天泰精细化学品有限公司 ( a . r . ) 无水乙醇北京化工厂 ( a . r . ) 1 4 盐酸 氢氧化钠 d m f 无水乙醚 东北师范大学硕士学位论文 北京化工厂 ( a . r . ) 北京化工厂 ( a . r . ) 天津天泰精细化学品有限公司 北京化工厂 ( a . r . ) ( a . r . ) : 东北师范大学硕十学位论文 第二章 2 - 5 一 甲基一 4 一 芳基偶氮基一 2 h - 毗哇基一 3 一 硫基卜乙 ( 丙) 基连二硫醚的合成与结构表征 一选题前提 阅读大量毗噢衍生物合成方面的文献以后， 我们发现毗哇衍生物 的合成工作非常丰富， 每一条合成路线都有各自的优点。 但是， 合成含 有偶氮基毗哇衍生物的研究较少。为了进一步丰富这方面工作，我们 从二硫缩烯酮出发，经过1 - 1 , 3 一 二硫戊环/ 1 , 3 一 二硫已环 亚甲基 - 1 一 芳基偶氮基丙酮，合成出一类新的毗哇衍生物。 作为三碳合成子参与化学反应的二甲硫缩烯酮反应活性很高，相 比之下环二硫缩烯酮的反应活性有所降 低，在合成毗哇衍生物的的反 应过程中，通过优化反应条件，找到下面这条合成路线。 了厂 oe t t 2 . s c h e m e 1 东北师范大学硕士学位论文 二2 - 5 一 甲基一 4 一 芳基偶氮基一 2 h - 毗哇基一 3 一 硫基卜乙( 丙) 基连二硫醚的合成与结构表征 2 - 5 一 甲基一 4 一 芳基偶氮基一 2 h - 毗哇基一 3 - 硫基 一 乙( 丙) 基连二硫 醚的制备从原料的准备到目 标物的制备主要有下面的三步反应: 0 00 0 o 儿 污川。 一 气口2 人 几et 户 5 广 5s 一 t o a r j, n 0 n n - n a rk s s -s 介 s 人n 4 得日 一 摇3 s c h e m e 2 ( 一)原料的制备 1 . 1 2 - ( 1 , 3 一 二硫戊环/ 1 , 3 一 二硫己 环) 亚甲 基一 3 - *基丁酸乙 醋 1 的制备 ( s c h e m e 3 ) ( t ) k z c 仍 o 0 一 1 o c 2 h 5 1 . 2 s c h e m e 3 向盛有2 0 m l 的三颈瓶中 加入无水碳酸钾2 7 6 0 m g ( 2 0 m m o l . ) 搅拌 下加入乙酸乙酸乙酷1 . 2 5 m l ( 1 0 . 0 m m o l ) ，常温下，搅拌0 . 5 h 冰浴下 继续搅拌0 . 5 h ，反应液为红色，向反应液中一次性加入 1 , 2 一 二澳乙 烷 0 . 9 5 m l ( 1 1 . 0 m m o l ) 搅拌 1 2 h , t l c监测反应完毕， 将反应液倾入 水中，立即出现大量沉淀， 抽滤， 水洗，晒干后得化合物 l a 2 1 2 0 m g 东北师范大学硕士学位论文 产率9 7 . 3 % 0 同样方法制1 6 产率9 5 . 6 % e 1 . 2 2 - ( 1 , 3 一 二硫戊环/ 1 , 3 一 二硫已环)亚甲 基一 3 - c 基丁酸2 的 制备 o o o o op s s c z h 5 0 h / h z 0 l - - - -f j ) n s 人 s 匕 刊 ) n n=1 . 2 s c h e m e 4 向2 0 0 m l 圆 底烧瓶中 加入化合物l a 2 3 2 0 m g ( 1 o m m o l ) 和9 5 % 的乙 醇2 0 m l 。室温下滴加氢氧化钠的水溶液 ( c = l m o l / l ) 4 0 m l ，油浴加热 回流 4 - 5 h 得到黄色透明溶液 ( 有少许不溶物) t l c 监测反应完全后， 抽滤，在冰浴下向滤液中滴加稀盐酸至 p h = 1 - 2 ，此时，有大量白 色沉 淀析出，抽滤，用少量水洗，自 然烘千得到化合物 2 a 1 8 9 0 m g ， 产率 9 0 % . 同样方法制2 b . ( s c h e m e 4 ) 1 . 3 1 - 1 , 3 一 二硫戊环/ 1 , 3 一 二硫己 环 亚甲 基一 1 一 芳基偶氮基丙 酮的制备 1 . 3 . 1 重氮盐的制备 hci 十一 n- nci s c h e m e 5 将对硝基苯胺 n ( 5 5 2 m g , 4 . o m m o l )和 1 . 2 m l浓盐酸 ( 3 6 % - 3 8 % ) 的1 5 m l 水溶液置于装有温度计和滴液漏斗的1 0 0 m l 三颈瓶中， 5 0- 6 0 热水浴中 加热1 0 - 1 5 m i n ，使对硝基苯胺充分溶解。再反应液用冰 盐浴冷却至 0 以 下，将 1 5 m l n a n o z ( 3 1 0 . 5 m g , 4 . 5 m m o 1 ) 的水深夜慢慢 东北师范大学硕士学位论文 滴加到反应液中， 保持反应液的温度不商于 5 c ，约 4 0分钟后，反 应液使淀粉 k i 试纸变蓝。 滤出不溶物， 得澄清的浅绿色溶液m 。同 样的方法可得到基它重氮盐。由于重氮盐固体不稳定，未作分离，反 应时直接用其低温水溶液。 ( s c h e m e 5 ) 1 . 3 . 2 1 - 1 , 3 一 二硫戊环、1 , 3 一 二硫已 环 亚甲基一 1 一 芳基偶氮 基丙酮的制备 协h t宁 r r 厂 r 1 飞 户n = n c i 十 / n 一 n 一 才 一 r2 洲 2 s c h e m e 将2 a ( 4 5 9 m g , 2 . 2 5 m m o l ) 加至2 5 0 m l 椎形瓶中， 加入饱和n a h c %水溶 液i o m l ， 搅拌使2 a 全部溶解 ( 有c 0 2 放出) ， 冰水浴下滴加对硝基苯 基重盐的水溶液m ( 1 6 m l , 0 . 1 3 m o l / l ) .有大量的红色沉淀生成，并有 气体放出。继续搅拌2 - 3 h ，使反应液温度自 然上升至室温， 再搅拌 表 1 1 - 1 , 3 一 二硫戊环、1 , 3 一 二硫己 环卜2 一 亚甲 基一 1 一 芳基偶氮基 丙酮的物理性质及反应数据 p r o dr rr ,r z r e a c t . t i m e ( h ) y i e l d s (%) f o r m u l af . w 3 a ,( c h z ) 2n 0 2 h5 - 68 1 . 6 3c 12 hn 3 0 3 s 2 3 0 9 . 4 0 3 b ,( c h z ) 1n 0 z h5 - 68 3 . 8 7ch , ao s s 2 3 2 3 . 4 3 3 a ,( c h s ) s c 1h1 8 - 2 07 0 . 6 8c , 2 hn z o s 2 c i 2 9 8 . 8 4 3 b( c h z ) 3 c 1h1 8 - 2 0 8 0 . 6 4c , 祖,3 n z o s 多1 3 1 2 . 8 7 3 a ,( c h z ) p c o o e th5 - 67 7 . 7 8c s h s n s o a s 2 3 3 6 . 1 6 3 a ,( c h z ) z c 1c 11 8 - 2 0 6 4 . 6 5c , z h ,o n 2 0 s z c 1 2 3 3 3 . 3 4 东北师范大学硕十学位论文 ( s c h e m e 6 )用同样的方法合成了下列化合物 ( 见表 1) ( 二) 2 - 5 一 甲 基一 4 一 芳基一 2 h - 毗哇基一 3 - 硫基卜乙( 丙) 基连二硫 醚类化合物的合成与结构表征 将装有2 5 m l 无水乙醇的 5 0 m l的圆底烧瓶水浴升温到 6 0 - 7 0 0c , 再将3 a ( 0 . 6 8 g , 2 m m o 1 ) 一次性加入圆 底烧瓶，搅拌， 用移液管向圆 底烧瓶中 加入8 0 % 水合麟( 0 . 1 5 3 m l , 2 . 2 m m o 1 )， 反应5 - 7 h , 蒸出1 5 m l 乙 醇， 冷却，过滤， 干燥称产物4 a ， 产率7 3 . 4 1 % . ( s c h e m e 7 ) 用同样的方法制得下列化合物 ( 见表 2 ) 0 儿 n , ， 一 / a rn = n - s 今 卜 j a r , n=n s 一 s n - n s义 n nnx h n =1 .2 s c h e m e 7 表2 2 - 5 一 甲基一 4 一 芳基一 2 h - 毗哇基一 3 一 硫基i 一 乙( 丙) 基连二硫 醚类化合物的物理性质及反应数据 p r o dnr , 凡 r e a c t . t i m e ( h ) y i e l d s ( % ) f o r m u l af . w 4 a , 2n 0 2 h 77 3 . 4 1 c 1 2 hn 5 0 2 s 2 6 4 4 . 8 0 4 b , 3n 0 2 h 76 8 . 3 4 c 1 7 h l 5 n 5 0 2 5 26 7 2 . 8 0 4 a ,2 c 1h 56 5 . 4 4 c ,川, 2 n 4 s 2 c 16 2 1 . 2 0 4 b 23 c 1h 57 0 . 8 9 c 1 9 h 1 4 n 4 s 2 c 1 6 4 9 . 0 0 4 a 2 c o o e th 66 7 . 8 8 c, 妇, 7 n 4 0 2 s 26 9 7 . 0 0 4 a ,2c 1 c 1 66 0 . 2 3 c , 2 h n 4 s 多 1 2 6 9 0 . 8 0 结构表征: 4 a , : 2 - 5 一 甲基一 4 - ( 4 - 硝基苯基) - 2 h - 毗哇基一 3 一 硫基 一 乙基连二硫 醚 东北师范火学硕士学位论文 m. p. : h n mr: - c 压s 2 - ) ， i r : uv一 2 5 5 . 6 -2 5 6 . 1 c 2 . 5 6 ( 3 h , s , c 些一 ) ， 3 .3 4 ( 2 h , s ，- c 珍s - ) , 3 . 1 1 ( 2 h , s ， 7 .8 5 ( 2 h， s , a 但) ， 8 . 3 1 ( 2 h， s , a r h ) , 1 3 .4 7 ( 1 h , s ， - n h ) i t i 9 4 9 1 5 1 7 . 5 4 1 3 9 6 . 4 5 1 4 2 5 . 9 0 c n i 1 3 6 9 . 0 0 0 n m 4 a 2 : 2 - 5 一 甲基一 4 - ( 4 - 氯苯基卜2