（有机化学专业论文）贫电子环丙烷衍生物与芳胺及胂叶立德反应的研究.pdf

上海大学研究生毕业论文 摘要 本论文研究了贫电予环丙烷衍生物与氮亲核试剂及碳亲核试剂的 反应。 论文的主要工作如下： 1 由顺式一1 一苯甲酰基一2 一芳基一6 ，6 二甲基一5 ，7 一二氧螺环一【2 ，5 - 4 ，8 一辛 二酮( 1 a l d ) 与芳胺( 2 a - 2 d ) v a - 氯甲烷为溶剂在4 09 c 下反应，高立体 选择性地合成了m 芳基一反，反一毡一羧基一p 苯甲酰基一严芳基一严丁内酰胺 ( 3 a 3 。生成物结构经1 hn m r , b cn m r ，i r ，h r m s 和元素分析予以 确定。此反应方法简便，立体选择性好，得率高。并研究了其反应条件 及影响反应的因素。以及尝试由顺式一1 一乙酰基- 2 一芳基一6 ，6 - 二甲基一5 ，7 一 二氧螺环一 2 ，5 】一4 ，8 一辛二酮( 4 ) 与芳胺( 2 b ) 以二氯甲烷为溶剂在室温 下反应，高立体选择性地合成了_ 芳基一反，反一1 7 , 一羧基卢乙酰基严芳基 一严丁内酰胺( 5 ) 。 2 顺式一l - 苯甲酰基- 2 芳基一6 ，6 一二甲基一5 ，7 - 二氧螺环一 2 ，5 卜4 ，8 辛二 酮( 1 a l b ) 与苯甲酰基亚甲基三苯基胂( 6 ) 以苯为溶剂在8 5 。c 回流反 应，生成5 ，5 ，5 一三苯基一6 ，8 - 二苯甲酰基一7 一芳基一2 一氧一5 一胂螺环 3 ，4 】辛烷 一1 , 3 一二酮( 7 a 一7 b ) 和反式一l ，2 ，3 一三苯甲酰基环丙烷( 8 ) 对影响反应的 因素及反应条件也作了研究。 本论文对所研究的反应机理也进行了讨论。 关键词：弱亲核试剂产丁内酰胺环丙烷衍生物高立体选择性合成 上海大学研究生毕业论文 a b s 仃a c t r e a c t i o n so fe l e c t r o n d e f i c i e n t c y c l o p r o p a n e d e r i v a t i v e sw i t hw e a k n u c l e o p h i l e sc o n t a i n i n gn i t r o g e no rc a r b o nw e r es t u d i e di nt h i sp a p e r c i s 。1 一b e n z o y l - 2 - a r y l - 6 ，6 - d i m e t h y l 一5 ，7 - d i o x a - s p i r o 2 ，5 一4 ，8 - o c t a d i o n e s ( 1 a 。l d ) r e a c t e d w i t h a n i l i n e s ( 2 a 一2 d ) a t 4 0 ci n c h 2 c 1 2 t o g i v e n - a w l 。t r a n s , t r a n s a - c a r b o x y l f l - b e n z o y l y - a r y l b u t y r o l a c t a m s ( 3 a 3 0 ) i n g o o dy i e l dw i t hh i g hs t e r e o s e l e c t i v i t y t h es t r u c t u r e so f c o m p o u n d s ( 3 a 3 0 ) w e r ec o n f i r m e db y1 h n m r , ”cn m r , i r ，h r m sa n de l e m e m a la n a l v s e s r e a c t i o nc o n d i t i o n sa n ds t r u c t u r e f a c t o r sw e r ea l s o s t u d i e d b e s i d e s ， c s _ 1 。a c e t y l 一2 一a r y l _ 6 ，6 d i m e t h y l - 5 ，7 一d i o x a s p i r o 2 ，5 一4 ，8 o c t a d i o n e s( 4 ) r e a c t e dw i t h a n i l i n e s ( 2 b ) a t r o o m t e m p e r a t u r e i nd m et o g i v e n - a r y l t r a n s , t r a n s 。a - c a r b o x y l - 卢m e t h y l c a r b o n y l y - a r y l b u t y r o l a c t a m s ( 5 ) i n g o o dy i e l dw i t hh i g hs t e r e o s e l e c t i v i t yt o o c o m p o u n d s c 括一1 - b e n z o y l - 2 一a r y l 一6 ，6 一d i m e t h y l 一5 ，7 一d i o x a s p i r o 2 ，5 4 ，8 o c t a d i o n e s ( 1 a l d ) w e r er e f i u x e dw i t hb e n z o y l m e t h y l e n e t r i p h e n y la r s i n e6 i nb e n z e n e t of o r m 5 , 5 ，5 一t r i p e n y l 一6 ，8 d i b e n z o y l 7 一a r y l 一2 o x a 。5 一a r s o s p i r o 3 ，4 _ 1 ，3 一d i o n e ( 7 a - 7 b ) a n d t r a n s 一1 ，2 ，3 t r i b e n z o y l c y c l o p r o p a n e ( 8 ) r e a c t i o nc o n d i t i o n sw e r ea l s os t u d i e d t h em e c h a n i s m sf o rt h ef o r m a t i o no f p r o d u c t sw e r ea l s od i s c u s s e di n t h i st h e s i s k e y w o r d s ：w e a k n u c l e o p h i l e y - b u t y r o l a c t a m e l e c 订o n d e f i c i e n t c y c l o p r o p a n eh i g hs t e r e o s e l e c t i v es y n t h e s i s i l 原创性声明 本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。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已发表或撰 写过的研究成果。参与同一工作的其他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了谢意。 签名：樱日期独# 本论文使用授权说明 本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公 布论文的全部或部分内容。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：越新签名：陇j 迹扬亟期：一上矽 上海大学研究生毕业论文 月u 舌 环丙烷是一种结构特殊的三元碳环化合物j ；2 j ，具有许多饱和烷 烃所不具有的性质。环丙烷的张力能比起初人们预料的值低得多3 1 ， 具有一定的稳定性【4 1 。用核磁共振技术研究环丙烷，发现环上的氢原 子的化学位移向低场移动【5 1 ，环上的碳原子的化学位移出现在较高 场，其值明显小于一般饱和环烷烃【5 1 ，说明环丙烷的碳原子电子云密 度比较丰富。d e w a r 利用“o 芳香性”解释了这些现象k 1 ，他认为构 成三元碳环的六电子组成了一个环状体系，彼此处于一个平面，符合 4 n + 2 规则，具有芳香性，成键电子离域增加了环丙烷的稳定性，且 其化学性质与链状烯烃相近，能发生许多与碳碳双键类似的反应。 例如： 亲电反应 7 j ： 硷牛一 还原反应f 8 】 r h 1 p t - r h r 。套渊 上海大学研究生毕业论文 重排反应9 】 p 鼍以) 生 自由基反应1 0 】 由于环丙烷属于富电子体系，它不易与亲核试剂反应。若要接受 亲核进攻，通常要求环丙烷上连有强吸电子基，或用强亲核试剂。和 弱亲核试剂的反应较少【1 1 】一【1 3 1 。 n a c h ( c 0 2 e t ) 2 + 蟋正l 慨c 镰，： + 兮n + 一兮s r 肆 1 o k r _ p “ h c - - - - = c - - c h 2 b r 卫骂旦萨。h 一+ c b 一蹴3 a 1 ：义皿詈m 捻芝。 。咚卧 上：海太学研究生毕业论文 贫电子环丙烷化合物是指三元碳环上有多个吸电子取代基环的 电子云密度较低的化合物。合成这类化合物的文献报道少。丁维钰等 2 h 【2 4 1 用钟盐在碳酸钾存在下( 或肿叶立德) 与三取代贫电子烯烃反 应，简便地合成顺式1 ，2 环丙烷衍生物，为研究贫电子环丙烷化学提 供了方便途径。 啦眦+ 吣i - x 时0 0 2 警 x ：p - c h 3 ，h ，p c i ，p n 0 2 ，p - o c h 3 ，p - n ( c h 3 ) 2 ，3 ，4 - o c h 2 0 ； r 1 ：c o o c h 3 ，c o c h 3 ，c o c 6 凡； r 2 ：c ( c h 3 ) 2 ，c ( c h 2 ) 4 研究组对这类贫电子环丙烷衍生物进一步研究，发现它们与含 氧、氮、硫、碳等亲核试剂都能发生反应。随着贫电子烯烃的苯基上 的取代基x ( 强推电子，弱推电子或吸电子) 的不同，肿试剂上的r 1 不同( c o o c h 3 ，c o c 6 h 5 或c o c h 3 ) 以及亲核试剂( 水、甲醇、芳 胺、脂肪胺、硫酚、胂叶立德等) 的不同，发生了各种化学反应。 一与水反应【2 3 】【2 7 】： x ：p - c h 3 ，h ，p - c i ，p - n 0 2 ，p - o c h 3 ，p - n ( c h 3 ) 2 ，3 , 4 一o c h 2 0 ； r 。：c o o c h 3 ，c o c h 3 ，c o c 6 h 5 ； r 2 ：c ( c h 3 ) 2 ，c ( c h 2 ) 4 上海太学研究生毕业论文 二与甲醇反应2 8 】【2 9 j x 2 c h 3 0 h x 酊百+ r c h c i c h 2 c o o c h 3 0 c h ， xp 。c h 3 ，h ，p 。c i ，p - n 0 2 ； r 1 ：c o c 6 h j ；r 2 ：c ( c h 3 ) 2 c h l o h x p - c h 3 ，h ，p - c i ，p - n 0 2 ；r 2 ：c ( c h 3 ) 2 二与胺( 氨) 反应 3 0 。 3 2 r n h 2 + r - p - c h 3 c 6 h 4 ，c 6 h 5 ，p - b r c 6 h d ， p n 0 2 c 6 h 4 d c h 3 c 6 h 4 x ：p - c h 3 ，删h ，州0 2 ； r k c o o c h 3 ； r 2 ：c ( c h3 ) 2 ； o、o 一。乒 +琴r 呈- 一f 等 o k ，0 。莎 弋， h艿x 卜海大学研究生毕业论文 ，辂m 1 月2o ，】； x ：p 。c h 3 ，h ，p 。c i ，p - n 0 2 ； r 1 ：c o o c h 3 r 2 ：c ( c h 3 ) 2 三与苯硫酚反应 3 3 1 1 3 4 1 p h s h + x 2 7 c 6 h 6 x ；j -7 。 x ：p c h 3 ，p - c i ，h p - n 0 2 r 1 = c o o c h 3 ，c o c h 3r 2 = c ( c u 3 ) 2 五与胂叶立德反应【3 5 】 p h ，a + s 西 r 3 r c h c h c h ，c o s p h s p h 瓷h 猕p 批 x ：p - c h 3 h p c i r i ：c o o c h 3 r 2 ：c ( c h ) ) 2 r 3 ：c o p h h x c o s p h 、i 上海大学研究生毕业论文 r t ：c o o c h 3r 2 ：c ( c h 3 ) 2r 3 ：c o o c h 3 贫电子环丙烷的化学是丰富多彩的，它既为有机化学理论增添了 新的一页，也为合成化学提供了多种结构带多官能基的有机合成中间 体的高立体选择性的简便合成方法，因此值得作进步的深入研究。 本人的工作继续贫电子环丙烷衍生物化学的研究，本论文分为两 个部分：一，进一步研究贫电子衍生物( 1 a 1 d ) 与芳胺( 2 a 2 d ) 的反 应；二，研究贫电子衍生物( 1 a 1 d ) 与胂叶立德( 6 ) 的反应。 上海大学研究生毕业论文 第一部分：顺式1 苯甲酰基一2 一芳基- 6 ，6 一二甲基- 5 ，7 一二氧 螺环1 2 ，5 卜4 ，8 一辛二酮与芳胺反应的研究 一顺式一1 一苯甲酰基2 一芳基一6 ，6 一二甲基- 5 ，7 - 二氧螺环一【2 ，5 - 4 ，8 一辛二 酮( 1 a - 1 d ) 与芳胺( 2 a - 2 d ) 的反应 本文中所用的贫电子环丙烷衍生物是多取代基米氏酸衍生物 将芳胺( 2 a - 2 d ) 与贫电子环丙烷衍生物顺式1 一苯甲酰基一2 一芳基 一6 , 6 一二甲基一5 ，7 一二氧螺环一 2 ，5 卜4 ，8 一辛二酮( 1 a l d ) ( 摩尔比1 ：1 ) 溶于 二氯甲烷中在4 0 。c 下搅拌反应，体系由无色变为为淡黄色，t l c 跟 踪反应过程至原料消失，出现了一个大极性点。原料反应完后，在体 系中用二氯甲烷石油醚重结晶纯化，高产率地得到白色晶体- 芳基 一反反一。【一羧基币一苯甲酰基一7 一芳基一y 一丁内酰胺( 3 a 一3 0 ) 。 通过改变芳胺环上取代基y 及贫电子环丙烷衍生物中芳环上的 取代基x ，合成了一系列7 - 丁内酰胺类化合物。产物结构经i r ，h r m s ， 1 hn m r ，1 3 cn m r 和元素分析予以确定，反应式如s c h e m e1 所示： 2 a ：y 7 一c h 3 ；2 b ：y ；h ；2 c ：y 印- c i ；2 d ：y = p - n o ， 1a ：x 印。c h 3 ；l b ：x 2 h ；i t ：x 邓一c i ；l d ：x = p - n 0 2 3 a ( x 叩c h 3 ，y v c h 3 ) 3 b ( x = h ，y = p - c h 3 ) 3 c ( x - - c i ，y = p - c h ) 3 d 【x 7 n 0 2 ，y = p - c h 3 ) 3 e ( x = ：p - c h 3 ，y = h )3 f ( x = h y ：h 1 3 9 ( x 2 c i ，y 2 h ) 3 h ( x 节n 0 2 ，y = h ) 3 i ( x 印c h l ，y = c i ) 3 j ( x 2 h ，y 2 c i )3 k ( x - c l ，y = c i ) 3 1 ( x = p n o ，y = c 3 m ( x = p c h 3 ，y 7 n 0 2 ) 3 n ( x = h ，y 节一n 0 2 ) 3 0 ( x 2 c l ，y = p - n 0 2 ) s c h e m e l 上海大学研究生毕业论文 表一：产物3 得率( ) 【产物 xy 得率( ) l3 a p c h 3p - c h 3 9 4 3 bh p c h 3 9 8 3 c p c ip c h 3 9 8 3 d p n 0 2p c h 3 7 6 3 e p c h 3 h9 7 3 fhh9 7 3 9p c 1 h9 8 3 h p n 0 2 h7 7 3 i p - c h 3p c l 9 6 3 j h p c i 9 8 3 k p c ip - c 1 9 7 3 l p n 0 2p c i 6 8 3 m p - c h 3p - n 0 2 6 8 3 nh p n 0 2 7 1 3 0 p c ip n 0 2 7 0 y ：芳胺上的取代基 二产物3 a 3 0 的图谱分析 1 产物3 a 3 0 的图谱数据 二! 塑查竺塑塑兰望些笙兰 表二：产物的熔点、元素分析及氢谱数据+ 产物 xy m p ( 。c ) 元素分析 hn m r ( c d c l 。) 6 ( p p m m ) j ( 1 t z ) c m u n d 7 5 4 0 2 2 6 ( 3 h ，s ，n - c 6 h 4 - c 出) c 。；i c d 7 5 5 32 19 ( 3 h ，s ，c 6 h 4 - c 璺) 3 a p c h 3 p c h 3 1 4 8 1 4 9 h f o u 。d 5 5 l 4 7 9 ( 1 h ，d ，j = 1 0 7 ，任- 1 - i ) h c a l c d 5 6 1 4 9 6 0h ，d d ，j = lo 7 ，9 3 ，p - h ) n 如u n d 3 2 9 5 5 6 ( 1 h ，d ，j = 9 3 ，7 - h ) n c a l c d 3 3 9 6 6 4 - 7 8 1 ( 1 3 h ，m ，a r h ) c 向u n d 7 5 0 8 2 o l ( 3 h ，s ，n - c 6 h 4 一c 旦3 ) c c a i c d 7 5 1 7 4 5 3 ( 1 h ，d ，j = 1 0 7 ，i , - h ) 3 b h p c h 3 15 8 1 5 9 h f o u n d 5 。3 0 4 1 9 ( 1 h ，d d ，j = 1 0 7 ，9 3 ，b h ) h c a l c d 5 3 0 5 5 6 ( 1 h ，d ，j = 9 3 ，y h ) n o n d 3 4 0 7 1 0 - 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h ) 3 f hh1 4 8 1 4 9 h m u n d 5 0 1 5 6 3 ( 1 h ，d ，j = 9 3 ，y - h ) h c a i c d 4 9 7 6 7 8 - 7 8 0 05 h ，m ，a r - l - i ) n f o u n d 3 6 6 n 朋i c d 3 6 3 c r o u n d 6 8 4 7 4 8 l ( 1 h ，d ，j = 1 0 7 ，一h ) c c a l c d 6 8 6 6 s 0 2 ( 1 h ，d d ，j = 1 0 7 ，9 3 ，p - h ) 3 9 p c l h1 8 7 一1 8 8 h f o u 州4 3 5 5 6 5 ( 1 h ，d ，j = 9 33 - h ) h 。i 。d 4 3 2 6 7 9 - 7 8 0 ( 1 4 h ，m ，a r - h ) n r 。n d 3 4 3 n l c d 3 3 4 c r o u n d 6 6 8 0 4 7 9 ( 1 h ，d ，j = 1 0 7 ，一h ) c c a i c d 6 6 9 7 5 0 7 ( i h ，d d ，j = 1 0 7 ，9 , 3 ，口- h ) o 圭塑查兰堡塞生望些丝苎 h r o u n d 4 0 8 5 7 3 ( 1 n ，d ，j = 9 3 ，1 - h ) 3 h p n 0 2 h1 6 8 1 6 9 h 咖c d 4 2 2 6 7 2 - 8 z 4 ( 1 4 h ，m ，a r - h ) n f o u n d 6 3 4 n l c d 6 5 1 c f o 。d 6 9 0 42 21 ( 3 h ，s ，c 6 h 4 - c 出) c c a i c d 6 9 2 0 4 7 8 ( 1 h ，d ，j = 1 0 7 ，- h ) 3 ip c h 3p - c l 1 4 4 1 4 5 h 陆u n d 4 5 3 4 9 9 ( 1 h ，d d ，j = 1 0 7 ，9 0 ，1 3 - h ) h c e i c d 4 6 5 5 5 7 0h ，d ，j = 9 0 ，y - h ) n f o u n d 3 1 8 6 6 3 7 8 1 ( 1 3 h ，m ，a r - h ) n c a i c d 3 2 3 c f o u n d 6 8 5 9 4 ，4 3 ( i r i ，d ，j = 9 0 ，c t - h ) c c a i c d 6 8 6 6 4 6 0 ( r i ，d d ，j = 9 0 ，7 1 ，1 3 - h ) 3 j h p - c i l5 5 1 5 6 h m u n d 4 2 7 5 2 2 0 h ，d ，j = 7 1 ，y h ) h i c d 4 3 2 7 0 5 7 6 8 ( 1 4 i - ，m ，a r h ) n 南。d 3 2 0 n c l i c d 3 3 4 c f o u n d 6 3 3 7 4 3 4 ( 1 r t ，d ，j = 8 7 ，( 2 - h ) c c a i c d 6 3 4 5 4 3 6 0h ，d d ，j = 8 7 ，7 1 ，1 3 - h ) 3 kp - c ip c i 1 7 5 。1 7 6 h m u n d 3 8 0 5 2 7 ( 1 h ，d ，j = 7 1 ，y - h ) h c a l c d 3 7 7 7 7 4 7 0 9 ( 1 3 h ，m ，a r - h ) n f o u n d 3 0 1 n 。id 3 0 8 c f o 。d 6 1 9 4 4 7 9 0 h ，d ，户1 0 7 ，c t - h ) c c 日i 。d 6 2 0 1 5 0 8 ( 1h ，d d ，j 2 10 7 ，9 3 ，1 3 - h ) 1 6 4 1 6 5 h 向u n d 3 6 0 5 7 2 ( 1h ，d ，j = 9 3 ，, y - h ) 3 lp - n 0 2p c i h c a i c d 3 6 96 0 7 8 15 ( 1 3 h ，m ，a r h ) n 自u n d 5 9 3 n c 日i c d 6 0 3 c r o “6 7 4 9 2 2 2 ( 3 h ，s ，c 6 i - h c 旦3 ) c 。日i c d 6 7 5 6 4 8 1 ( 1 h ，d ，j = 1 0 7 ，一h ) 3 mp - c h 3p n 0 2 1 8 9 1 9 0 h f o u n d 4 4 6 5 0 3 ( h ，d d ，j 2 1 0 7 ，9 3 ，1 3 - h ) h i c d 4 5 4 5 7 0 ( 1 i _ i ，d ，j = 9 3 ，t h ) n m u n d 6 1 9 6 6 4 - 8 1 4 ( 1 3 1 4 ，m ，a r - h ) n c 日i c d 6 3 0 c r o 。d 6 7 1 4 4 8 0 ( 1 h ，d ，j = l o 9 ，a - h ) c c i 。d 6 6 9 7 5 0 9 ( 1 h ，d d ，j 2 1 0 9 ，9 0 ，1 3 - h ) 3 n h p n 0 2 1 7 7 1 7 8 h m 。n d 4 2 6 5 7 4 ( 1 h ，d ，j = 9 0 ，y - h ) h c a i c d 4 2 2 6 7 6 - 8 1 2 ( 1 4 h ，m ，a r - h ) n r o u n d 6 5 4 n c a i c d 6 5 1 c r o u n d 6 1 9 34 8j ( 1 h ，d ，产1 0 7 ，- h ) c c a i ：d 6 2 0 1 5 1 0 ( ir ，d d ，j = 1 0 7 ，8 8 ，1 3 - n ) 3 0p - c lp - n 0 2 1 8 6 一】8 7 h f o u n d 3 7 5 5 7 5 0 h ，d ，j = 8 8 ，i - h ) h c a l c d 3 6 9 6 7 7 - 8 1 2 ( 13 h ，m ，a r - h ) n f o u n d 5 9 5 n c a i c d 6 0 3 + 表中所指一h ，p - h ，y h 为内酰胺羰基的a 位，p 位，y 位碳上所连的氢 ! 塑盔兰塑塞生曼兰竺丝兰 表三：产物的高分辨质谱、红外数据 产物 xy h r m s m + h + 】i r ( v ，c m 。) 3 a f o u n d ：4 1 4 4 0 3 4 3 3 ( o h ) ； 17 4 6 ( c o n ) ； p - c h 3p - c h 3 c a l c d ：4 1 4 4 7 1 6 7 1 ( c o p h ) ； 1 5 9 5 ，1 5 7 9 ，15 1 4 ( ar ) 3 b f o u n d ：4 0 0 3 6 3 4 3 3 ( o h ) ；1 7 1 6 ( c o n ) ； h p c h 3 c a l c d ：4 0 0 4 416 7 1 ( c o p h ) ； 1 5 9 5 ，15 7 6 ，1 5 1 3 ( a r ) 3 c f o u n d ：4 3 4 6 8 3 4 3 3 ( o h ) ； 17 4 8 ( c o n ) ； p c ip c h 3 c a l c d ：4 3 4 8 8 1 6 7 1 ( c o p h ) ； 1 5 9 5 ，1 5 7 8 ，1 5 1 4 ( a r ) 3 d f o u n d ：4 4 5 2 0 3 4 3 3 ( o h ) ；1 7 0 1 ( c o n ) ； p - n 0 2p c h 3 c a l c d ：4 4 5 4 416 7 9 ( c o p h ) ； 1 5 9 4 ，1 5 7 4 ，1 4 9 5 ( a r ) 3 e f o u n d ：4 0 0 3 9 3 4 3 4 ( o h ) ；17 4 8 ( c o n ) ； p - c h 3 h c a l c d ：4 0 0 4 4 1 6 7 1 ( c o p h ) ； 1 5 9 5 ，1 5 7 2 ，1 4 9 9 ( a r ) 3 f f o u n d ：3 8 6 1 l 3 4 3 8 ( o h ) ；1 7 1 4 ( c o n ) ； hhc a l c d ：3 8 6 4l16 7 9 ( c o p h ) ； 1 5 9 5 ，1 5 7 1 ，15 0 1 ( a r ) f o u n d ：4 2 0 6 6 3 4 3 7 ( o h ) ；17 4 0 ( c o n ) ； 3 9 h c a l c d ：4 2 0 8 6 1 6 7 1 ( c o p h ) ； p c i 1 5 9 5 ，1 5 7 2 ，1 5 0 6 ( a r ) 3 h f o u n d ：4 3 1 1 1 3 4 3 4 ( o h ) ；17 0 2 ( c o n ) ； p - n 0 2 h c a l c d ：4 3 1 4 ll6 7 7 ( c o p h ) 15 9 4 ，1 5 7 7 ，1 4 9 9 ( a r ) 3 i f o u n d ：4 3 4 6 7312 4 ( o h ) ；1 7 6 0 ( c o n ) p c h 3p c i c a l c d ：4 3 4 8 816 7 0 ( c o p h ) ； 15 9 6 ，1 5 7 9 ，1 4 9 6 ( a r ) 3 j f o u n d ：4 1 9 9 6 3 4 3 3 ( o h ) ；17 6 3 ( c o n ) ； h p c i c a l c d ：4 1 9 8 616 7 8 ( c o p h ) ； 1 5 9 6 ，1 5 7 9 ，1 4 9 5 ( a r ) 3 k f o u n d ：4 5 5 0 t 3 1 2 3 ( o h ) ；1 7 4 9 ( c o n ) ； p - c 】p c i c a l c d ：4 5 5 3 016 7 2 ( c o p h ) ； 1 5 9 4 ，1 5 7 7 ，1 4 9 3 ( a r ) 3 i f o u n d ：4 6 5 7 0 3 4 3 3 ( o h ) ；1 7 1 2 ( c o n ) ； p - n 0 2 p c i c a l c d ：4 6 5 8 616 7 9 ( c o p h ) ； 15 9 4 ，1 5 7 5 ，1 4 9 5 ( a r ) 3 m f o u n d ：4 4 6 0 4 3 4 4 2 ( o h ) ；17 0 9 ( c o n ) ； p - c h 3p - n 0 2 c a l c d ：4 4 6 4 416 7 9 ( c o p h ) ； 1 5 9 4 ，15 2 5 ，1 4 9 9 ( a r ) 2 上海大学研究生毕业论文 3 n f o u n d ：4 3 1 2 l 3 4 0 3 ( o h ) ；17 2 8 ( c o n ) ； h p - n 0 2 c a l c d ：4 3 1 4 116 9 4 ( c o p h ) ； 1 5 9 4 ，15 1 6 ，1 5 0 0 ( a r ) 3 0 f o u n d ：4 6 5 7 0 3 4 0 0 ( o h ) ； 1716 ( c o n ) ； p c ip n 0 2 c a l c d ：4 6 5 8 516 7 9 ( c o p h ) ； 1 5 9 4 ，1 5 2 4 ，1 4 9 4 ( a r ) 表四：产物3 i 的3 c n m r 谱 产物 xy1 3 cn m r ( d d m s o ) 8 ( p p m ) 2 0 4 ( c h 3 ) 3 9 2 ( a - c ) 4 9 2 ( v - c ) 6 2 6 ( 1 3 一c ) 1 2 4 1 ( a r ) 3 fhh 1 2 6 9 ( a t ) 1 2 8 4 ( a r ) 1 2 8 5 ( a r ) 1 2 8 6 ( a r ) 1 2 8 7 ( a r ) 1 2 8 8 ( a 01 2 8 9 ( a t ) 1 2 9 9 ( a t ) 1 3 2 3 ( a r ) 1 3 39 ( a r ) 1 3 5 8 ( a r ) 1 3 6 4 ( h r ) 1 3 7 5 ( a r ) 1 6 8 1 匿o o h ) 1 6 9 3 ( a r 。o )1 9 4 7 ( a r c = o ) + 表中所指d 。c ，i s - c ，? - c 为内酰胺羰基的a 位，p 位，y 位碳上所连的碳 2 产物3 的结构证明( 以3 i 为例) 化合物3 i 的分子离子峰是4 3 4 6 7 ，结合元素分析值，可知分子 中含有2 5 个碳原子、2 0 个氢原子及一个氮原子。 从化合物的1 h n m r 来看，化学位移在2 2 l p p m 处的单峰( 3 h ) 代表未受偶合的c h 3 ，从化学位移上推测，可能是芳环上连的甲基。 化学位移在4 , 7 8 p p m 处的二重峰( 1 h ) 、4 9 9 p p m 处的四重峰( 1 h ) 及 化学位移在5 5 7 p p m 处的二重峰( 1 h ) ，表明存在结构单元 c h _ c h c h 。化学位移在6 , 6 3 - 7 6 8 p p m 几组多重峰( 1 3 h ) 表明分子 中可能存在三个未取代的苯环。 从化合物的”cn m r 来看，化学位移在2 0 4 p p m 处的峰对应 上海大学研究生毕业论文 c h 3 的碳。化学位移在3 9 2 p p m ，4 9 2 p p m ，6 2 6 p p m 处的三组峰，对 应结构单元c h c h c h 中的三个碳。化学位移在1 2 4 1 - 1 3 7 5 p p m 处 的十四组峰与分子中的芳环碳原子对应。化学位移在1 6 8 1 p p m ， 1 6 9 3 p p m 1 9 4 7 p p m 处的三组峰显示了分子中的三个羰基。 从化合物3 i 的i r 来看，1 7 6 0 c m 以及1 6 7 0 c m 1 仅存在两组羰基吸 收峰，似乎与碳谱数据不吻合，但观察1 3 cn m r 可以发现，其中最 低场的两组羰基峰( 1 6 8 1 p p m ，1 6 9 3 p p m ) 比较接近，而且从i r 的 1 6 7 0 c m 1 处的吸收峰比1 7 6 0 c m 1 处吸收峰大，因此推测分子中两个羰 基的吸收峰重叠在一起。3 1 3 4 c m 。处的峰表明分子中有o h ，结合 1 6 7 0 c m 。处的吸收峰，表明分子中存在c o o h 。在以c d c l 3 为溶剂的 1 hn m r 中并未观察到c o o h 的质子峰，后来换用d d m s o 为溶剂， 配以较浓的溶剂进行测定，则可以在1 3 1 p p m 处发现了一个钝峰进一 步验证了分子中的c o o h 片断的存在。 通过以上分析得出了分子中可能存在的基本结构片段：c h 、， c h - c h c h ，c 6 i - t 4 ，c 6 - h ，c 6 h 5 ，c o o h ，c o ，c o ，n ，c 1 。从c h c h c h 中的三个氢原子的化学位移来看，都应与具与较强去屏蔽作用的基团 相连( 芳环，羰基) 。以上结构片段所含氢原子数为2 0 ，与分子式中 的氢原子数相当，已知各结构片段的不饱和度为1 5 ，而根据c ，h ， n ，c i 数据计算的不饱和度为1 6 ，说明分子中存在环状结构，故推 测结构为： 上海大学研究生毕业论文 由于分子中存在内氢键，增加了c ：的电子云密度；从i r 的角度 来说，形成了分子内氢键，o h 的吸收峰较钝。在根据文献30 1 ，确定 分子的结构为： 三反应机理 根据产物结构，推测反应机理如下：( s c h e m e2 ) a 岛 9 m a审麓越。群眦越 上海大学研究生毕业论文 x b 一x 繇h s c h e m e 2 3 1 关于亲核反应进攻的位置选择性 在该反应中，c c 键的断裂属异裂过程，其难易程度取决于键的 极化度，化合物1 的结构式可推测c 2 一c 3 键的极化度最大；由于环丙 烷特殊的“o 。芳香性”，其碳环上的电子云类似于烯烃的，由于c ，上 连有吸电子基，电子云偏向c 3 ，c 2 核较裸露，所以亲核试剂进攻c 2 ， 结果是胺进攻c z ，并发生c ：c 3 键的断裂。 2 关于产物的形成及立体化学 芳胺进攻贫电子环丙烷衍生物发生开环反应的中间体a ，a 发生 的质子转移后变为链状结构b 。b 构象的碳碳单键发生了旋转成为 构象b ，这样氮原子与米氏酸环的羰基充分接近，而且是较大基团处 于反式位置的稳定构象，于是进一步发生了分子内亲核进攻。随后， 氮原子进攻米氏酸环的羰基碳，脱去了一分子丙酮，从而产生了具有 反，反构型的y 。丁内酰胺类化合物。 四各种因素对反应的影响 1 不同取代基对反应的影响 ( 1 ) 贫电子环丙烷衍生物中芳环上的不同取代基对反应的影响 l 圭塑查兰婴竺望些堡奎 观察表一，同一种芳胺与连有不同取代基的贫电子环丙烷衍生物 反应，产物的得率受到不同取代基x 的影响，其中尤其以强钝化基 团n 0 2 的影响最为明显，产生这一现象的原因可以从取代基的电子 效应加以解释。 当亲核试剂进攻贫电子环丙烷衍生物时，开环反应的难易程度取 决于碳碳的极化度。c 2 一c 3 键的极化度比较大，是三元碳环中发生断 裂的部分，当x 为强吸电子基的n 0 2 时，c 2 一c 3 键的极化度明显减弱， 开环变得较为困难，造成产物得率显著下降。而x 为h 或弱给电子 基团( x - - p c h 3 ) 、弱吸电子基团( x 印一c 1 ) 时，对c 2 - c 3 键的极化度影 响不大，故得率比较高( 9 0 ) 。 f 2 ) 芳胺上不同取代基对反应的影响 观察表一，选用苯环上有不同取代基的芳胺与同一种贫电子环丙 烷衍生物反应，反应速度和反应产物的得率不同，这是由于芳胺的取 代基y 的不同的共轭效应及诱导效应对芳胺的亲核性的影响。 表五：环丙烷衍生物l a 与不同芳胺反应速度比较 产物 xy 原料消失时间( h ) 3 a p c h 3p c h 3 1 3 e p c h 3 h1 3 i p - c h 3p - c l 1 5 f3 m p c h 3p n 0 2 3 y ：芳胺上的取代基 上海火学研究生毕业论文 从表一、表五可看到当y = p - n 0 2 时，反应速度和反应产物的得 率的变化最显著。这是由于n 0 2 通过诱导效应，更主要的是n o ：与 n h 2 有直达共振作用。这两种影响因素同时作用，降低n h 2 的电子云 一：一：w 声、。1 4 0 o ：一 、h 密度，导致了芳胺的亲核性大幅减弱，因此芳胺与环丙烷衍生物反应 变得困难。若x ，y 同时为n 0 2 ，将大大加大反应的难度，反应1 2 小 时几乎无反应。 若芳胺上的取代基y = h ，弱给电子基( y 7 一c h 3 ) 或弱吸电子基 ( y 7 一c 1 ) 时，对芳胺亲核性的影响并不明显，从表可以看出，产 物得率比较接近。从表五可以看出，由于芳胺上的取代基y = p - c l 有 弱吸电子作用，使芳胺的亲核性有所削弱，减缓了反应速度。 2 反应条件的影响 反应溶剂的选择： 选择d m e 为溶剂： 选用化合物1 与化合物2 的投料摩尔比为1 ：1 5 ，在室温下搅 拌，反应时间8 - 1 2 天。 夺改变反应温度，t = 5