（有机化学专业论文）二氯化锡作用下杂环化合物的合成研究.pdf

r 一 苏州大学学位论文使用授权声明 本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定， 即：学位论文著作权归属苏州大学。本学位论文电子文档的内容和纸 质论文的内容相一致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科院文献 信息情报中心、中国科学技术信息研究所( 含万方数据电子出版社) 、 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子 文档，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存和汇编学位论文，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。 涉密论文口 本学位论文属 在年一月解密后适用本规定。 非涉密论文囱 论文作者签名： 互曼曼 e l 期：垫坦：4 ：塑 导师签名：e l 期：趁建：丝盔 二氯化锡作用下杂环化合物的合成研究摘要 摘要 二氯化锡是一种重要的还原剂，同时也是一种良好的催化剂，它具有较高的 反应活性和选择性，由它引起的许多反应都可以在温和的条件下进行。本论文主 要研究了二氯化锡促进下多官能团化合物的分子内及分子间的还原环化反应，并 方便地合成了一些杂环化合物。 第二章研究了s n c l 2 作用下喹啉- 氧化物及其配合物的合成。产物的结构通 过红外光谱、核磁共振氢谱、质谱和单晶x 射线衍射法确定，并提出了可能的反 应机理。 第三章研究了s n c l 2 作用下邻硝基苯甲酰胺与卤代酮及酮酸的还原环化反应， 一步高产率地合成了3 a 一甲基- 2 ，3 ，3 a ，4 一四氢化吡咯并 1 ，2 一口】喹唑啉- 5 ( 1 仞一酮以及 3 a 甲基2 ，3 ，3 a ，4 四氢化吡咯并【1 ，2 口 喹唑啉1 ，5 二酮类化合物。产物的结构通过红 外光谱、核磁共振氢谱、碳谱、质谱和单晶x 射线衍射法确定，并提出了可能的 反应机理。 第四章研究了s n c l 2 作用下2 - 令i j 石f i 基苯基咪唑与异氰酸酯及异硫氰酸酯的还 原环化反应，一步高产率地合成了咪唑并【1 ，2 一c 】喹唑啉一5 ( 6 h ) 一酮及咪唑并【1 ，2 叫喹 唑啉5 ( 6 h ) 硫酮类化合物。产物的结构通过红外光谱、核磁共振氢谱和质谱确定。 第五章研究了s n c l 2 作用下邻硝基苯甲酰胺与异硫氰酸酯的还原环化反应，一 步高产率地合成了2 ，3 二氢2 硫代喹唑啉4 ( 1 - ) 酮类衍生物。产物的结构通过红外 光谱和核磁共振氢谱确定，并提出了可能的反应机理。 第六章研究了s n c l 2 作用下邻硝基苯甲酰胺与靛红的还原环化反应，一步高产 率的合成了1 厚螺 靛红1 ，2 喹唑啉】3 ，4 ( 3 仞二酮类化合物，产物的结构经红外 光谱、核磁共振氢谱、质谱和单晶x 射线衍射法确证。 以上所研究的反应都具有原料易得，反应条件温和，操作简便，产率较高， 以及原子经济等诸多优点。 关键词：二氯化锡还原环化杂环化合物 作者：王曼曼 指导教师：史达清 a b s t r a c t s t u d i e so nt h es y n t h e s i so fh e t e r o c y c l i cc o m p o u n d sp r o m o t e db yt i n ( 1 i ) c h l o r i d e s t u d i e so nt h es y n t h e s i so fh e t e r o c y c l i cc o m p o u n d s p r o m o t e db yt i n ( i i ) c h l o r i d e a b s t r a c t t i n ( i i ) c h l o r i d er e a g e n ti sa ni m p o r t a n tr e d u c i n ga g e n t ，a sw e l la sag o o dc a t a l y s t i ts h o w sh i g hr e a c t i v i t ya n ds e l e c t i v i t ya n dm a n yr e a c t i o n si tc a u s e dc a nb ec a r r i d eo u t u n d e rm i l dc o n d i t i o n s o u ri n t e r e s ti st oi n v e s t i g a t et h ei n t r a m o l e c u l a ra n dt h e i n t e r m o l e c u l a rr e d u c t i v er e a c t i o n so ft h em u l t i - f u n c t i o n a lc o m p o u n d si n d u c e db yt i n ( i i ) c h l o r i d et os y n t h e s i so fan u m b e ro fh e t e r o c y c l i cc o m p o u n d s i nt h es e c o n dc h a p t e rs u b s t i t u t e dq u i n o l i n en - o x i d e sa n dt h ec o m p o s i t i o n ss n l 2 c 1 2 ( l = 2 一a m i n o q u i n o l i n en - o x i d e s ) w e r ea c c o m p l i s h e d i n g o o dy i e l d sb yt r e a t i n g 3 一( 2 一n i t r o p h e n y l ) a c r y l o n i t r i l e sw i t ht h ea i do fs n c l 2 2 h 2 0r e a g e n t t h es t r u c t u r e so ft h e p r o d u c t sw e r ed e t e r m i n e db yi r ，1 hn m r ，h r m sa n dx - r a ya n a l y s i s a n dap o s s i b l e r e a c t i o nm e c h a n i s mw a sp u tf o r w a r d i nt h et h i r dc h a p t e ran o v e lr e d u c t i v ec y c l i z a t i o no f2 - n i t r o b e n z a m i d e sw i t h h a l o k e t o n e so rk e t oa c i d sm e d i a t e db ys n c l 2 2 h 2 0s y s t e mh a sb e e nd e s c r i b e d as e r i e s o f 2 ，3 ，3 a , 4 一t e t r a h y d r o p y r r o l o 1 ，2 - a q u i n a z o l i n - 5 ( 1 4 ) 一o n e a n d 2 , 3 ，3 a ，4 一t e t r a h y d r o p y r r o l o 1 ，2 - a q u i n a z o l i n e - 1 ，5 一d i o n ew e r es y n t h e s i z e di ng o o dy i e l d s t h es t r u c t u r e so f t h ep r o d u c t sw e r ed e t e r m i n e db yi r ，l hn m r , 1 3 cn m r ，h r m sa n dx r a ya n a l y s i s a p o s s i b l er e a c t i o nm e c h a n i s mw a sp u tf o r w a r d i nt h ef o r t h c h a p t e r t h ei n t e r m o l e c u l a rr e d u c t i v e c y c l i z a t i o n o f 2 - ( 2 - n i t r o p h e n y l ) - 1h - i m i d a z o l e s w i t hi s o t h i o c y a n a t e s o r i s o c y a n a t e sm e d i a t e db y s n c l 2 2 h 2 0s y s t e mw e r es t u d i e da n das e r i e so fi m i d a z o 1 ，2 c q u i n a z o l i n e - 5 ( 6 h ) - t h i o n ea n di m i d a z o 1 ，2 - c q u i n a z o l i n 一5 ( 6 h ) 一o n ew e r ef o r m e d t h es t r u c t u r e so f t h e p r o d u c t sw e r ed e t e r m i n e db yi r ，1 hn m ra n dh r m s ap o s s i b l e r e a c t i o n m e c h a n i s mw a sp u tf o r w a r d i nt h ef i f t h c h a p t e rv a r i o u s2 , 3 - d i h y d r o - 2 - t h i o x o q u i n a z o l i n - - 4 ( 1 4 ) - - o n e s w e r e e f f i c i e n t l ys y n t h e s i z e di ne x c e l l e n ty i e l d sb yt h er e a c t i o no f2 - n i t r o b e n z a m i d e sa n d l i s t u d i e so nt h es y n i s o i n d o l i n e - 1 ，2 一q u i n a z o l i n e 一3 ，4 ( 3 忉一d i o n ed e r i v a t i v e s w e r e s y n t h e s i z e di ng o o d y i e l d s t h es t r u c t u r e so ft h ep r o d u c t sw e r ed e t e r m i n e db yi r ，l hn m r ，h r m sa n d x - r a ya n a l y s i s t h er e m a r k a b l ea d v a n t a g e so ft h ea b o v em e n t i o n e dr e a c t i o n sa r em i l d ，n e u t r a l ， s i m p l eo p e r a t i o n ，g o o dy i e l d sa n da t o m i ce c o n o m y k e yw o r d s ：t i n ( i i ) c h l o r i d e ，r e d u c t i v ec y c l i z a t i o n ，h e t e r o c y c l i cc o m p o u n d s i i i w r i t t e n b y ：m a n m a nw a n g s u p e r v i s e db y ：p r o f d a - q i n gs h i 目录 第一章序言l 1 1 选题依据和意义l 1 2 国内外研究状况1 1 3 本论文研究工作的目的和意义1 1 1 4 本论文的主要研究工作1 l 第二章s n c l 2 作用下喹啉_ 氧化物及其配合物的合成1 2 2 1 研究背景1 2 2 2 研究设想1 2 2 3 结果与讨论1 3 2 4 小结18 第三章s n c l 2 作用下吡咯并 1 ，2 一口 喹唑啉酮类衍生物的合成1 9 3 1 研究背景1 9 3 2 研究设想19 3 3 结果与讨论2 0 3 4 小结2 7 第四章s n c l 2 作用下咪唑并【1 ，2 - c 】喹唑啉酮类衍生物的合成”2 9 4 1 研究背景2 9 4 2 研究设想2 9 4 3 结果与讨论3 0 4 4 小结3 3 第五章s n c l 2 作用下2 ，3 二氢2 硫代喹唑啉4 ( 1 邡酮衍生物的合成“3 4 5 1 研究背景3 4 5 2 研究设想3 5 5 3 结果与讨论3 5 5 4 小结3 9 第六章s n c l 2 作用下邻硝基苯甲酰胺与靛红的反应4 0 6 1 研究背景4 0 6 2 研究设想4 0 6 3 结果与讨论4 1 6 4 小结。4 5 第七章总结与展望4 6 第八章实验部分4 8 参考文献8 0 硕士学位期间本人出版或公开发表的论著、论文8 5 附录8 6 致谢9 4 二氯化锡作用下杂环化合物的合成研究第一章 第一章序言 1 1 选题依据和意义 有机合成化学与我们人类的生活有着密切的联系，在人们的日常生活中起着 重要作用，它不仅为人类提供医药、农药，而且还为人类提供新能源、新材料。 有机合成化学是有机化学中最重要的基础学科之一，也是创造新有机分子的主要 手段和工具，故而发现新反应、新试剂、新方法和新理论成为有机合成的重要任 务和创新所在。 人类物质生活水平的不断提高及工业化程度的迅猛发展，对现代有机合成化 学的要求也更加严格、全面、层次高，具体表现如下：( 1 ) 高选择性，( 2 ) 合成高效 性和经济性，( 3 ) 高反应活性和收率，( 4 ) 环境友好性以及原子经济性。 二氯化锡试剂在有机合成上的应用，是近年来有机合成方法学中最活跃的研 究领域之一，这类试剂具有较高的反应活性和选择性，由它引起的许多反应都可 以在温和的条件下进行。所以，自从它被发现且应用于有机合成以来，一直是化 学工作者的研究热点之一。本论文的研究目的在于探索二氯化锡试剂促进的新反 应，拓宽其在有机合成中的应用范围。本论文研究了二氯化锡促进下多官能团化 合物的分子内和分子间还原环化反应，以此来构建一些结构奇特且具有潜在生物 活性的杂环化合物。通过这些研究，发现了一些新反应，同时为一些杂环化合物 的合成提供了新的合成方法，它将丰富二氯化锡试剂的研究内容，具有十分重要 的理论价值。 1 2 国内外研究状况 近年来人们发现s n c l 2 是一种很好的催化剂，因而对s n c l 2 催化反应的研究引 起了化学工作者的兴趣。s n c l 2 催化的反应有以下几类。 1 2 1 催化酯化反应 固体s n c l 2 是l e w i s 酸，对反应具有良好的催化活性。固体s n c l 2 催化酯化反 应具有以下特点：1 ) 酯化率高，2 ) 酯化温度低，3 ) 反应时间短，4 ) 后处理简便，催 化剂可重复使用。 郑旭东1 1 以s n c l 2 为催化剂，合成了丙酸丁酯和戊酸系列酯。孟宪昌【2 1 也报道 第一章二氯化锡作用下杂环化合物的合成研究 了s n c l 2 2 h 2 0 催化下乙酸丁酯类化合物的合成。实验结果表明，该催化剂催化性 能良好，而且操作简便、反应时间短、产品易分离提纯，无“三废”污染。酯的 纯度高，酯化率高。 牛梅菊等【3 】报道了以s n c l 2 为催化剂，合成了戊酸系列酯，催化效果优于传统 的硫酸催化法。采用此催化剂合成的戊酸丁酯的酯化率为9 8 5 ，而硫酸催化合成 时酯化率为7 9 8 ，收率为6 8 4 t 4 1 ，氯化亚锡催化合成方法工艺简便，反应温和， 不腐蚀设备，产品纯度高，弥补了硫酸催化法的缺点。 李伟杰【5 】等也报道了以s n c l 2 为催化剂，促进n ，n - - - 甲基甘氨酸与正癸醇的酯 化反应，高效的合成了一系列，n - - - 甲基甘氨酸正癸酯。这是首次将s n c l 2 用于， - 二甲基甘氨酸酯的合成。 最近，高艳萍【6 】也首次利用s n c l 2 合成了一系列肉桂酸丁酯，酯化率高达9 2 4 以上。 1 2 2 催化杂环化合物的合成 1 2 2 1 催化n - n 键的形成 近年来，对于n n 键的形成已有很多文献报道，s n c l 2 对n - n 键的形成有很好的 催化作用。文献【7 j 报道t s n c l 2 催化的分子内的环化反应，形成n n 键，合成吲唑衍 生物。 ( 1 ) s n c l 2 e t 3 n p h s h ，1 5m i n - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 一 n 0 2 ( 2 ) t 。5 y l c h l o r i d e , 1 5m m 我们课题组【8 1 也报道了在s n c l 2 2 h 2 0 作用下，促进邻硝基苄胺发生分子内的还 原环化反应，形成n n 键，合成了一系y l j 2 芳基2 俅吲唑化合物。 禽r 2 r 1 铘 器retoh4 0 。c2 h1 铒q 2 一 。十n 氐、) ，吣0飞少r 2 1 2 2 2 催化c s 键的形成 b e z 9 1 课题组报道了醛、酮与1 ，2 二巯基乙烷在s n c l 2 2 h 2 0 中的反应，促进分子 间发生还原环化反应，形成c s 键，成功的合成了一系列l ，3 二硫戊烷衍生物。 2 二氯化锡作用下杂环化合物的合成研究 第一章 r ：h s 7 声o , 4 - i r 2 h s 曰 ， ? ，c h o s n c l 2 2 h 2 0 ( 5m 0 1 ) ，i j w h s l ( 1e q u i v ) h s s o l v e n t f r e e s n c l 2 2 h 2 0 ( 5m 0 1 ) p w 1 2 2 3 催化c n 键的形成 s n c l 2 2 h 2 0 可以有效的促进分子内的还原环化反应，形成c n 键。例如，h a l e y 1 0 】 课题组报道了在s n c i l 2 2 h 2 0 的作用下，促进2 ( 苯偶氮基) 苯甲腈发生分子内的还原 环化反应，成功的合成了一系列2 皿吲唑类化合物。 审c u c n , p r o h , a 审汛垃巩。 r k u n d u 11 】等也发现， 反应，形成c n 键。 r s n c l 2 2 h 2 0 能够促进2 取代的硝基芳烃发生分子内的环化 s n c l 2 2 h 2 0 ，m e o h ，r e f l u x r o y 1 2 1 也报道了s n c l 2 作用下，2 ( 2 硝基苯基) 3 厚喹唑啉4 酮与醇的分子间还 原环化反应，形成c n 键。 艮c 、n h 2 堡r ， 璺型兰r r c h 2 0 h ， 8 0 0 c ，2 h b a t r a 1 3 】课题组利用s n c l 2 2 h 2 0 促进异嗯哗酮发生分子内的还原环化反应，合 第一章二氯化锡作用下杂环化合物的合成研究 成了异嗯唑 4 ，3 一c 】喹啉和3 ，5 一二氢异嗯唑 4 ，3 一c 】- 喹啉。 s n c l 2 2 h 2 0 m e o h ，r e f l u x 3 0m i n c h o o n g 等i 1 4 】报道了氯化亚锡作用下，邻硝基酰胺与醇之间的还原环化反应。 h s c i c i n s k i i l 5 】课题组研究发现，在微波条件下，利用s n c l 2 2 h 2 0 可以有效的促进 邻硝基苯胺与羧酸之间的环化反应，形成c - n 键。 s n c l 2 2 h 2 0 r 2 c 0 2 h ，m w ，1 3 0 。c ，5 m i ng 卜r 2 r 1 h 我们课题组【1 6 】也报道了s n c l 2 2 h 2 0 作用下，1 , 2 二酮与邻硝基苯胺、苯并呋 咱、1 , 2 二硝基苯的分子间的还原环化反应，一步直接合成了喹嗯啉衍生物。 x 取兰 伊n 、 x 从r o + 夏r 0 7r s n c l 2 - 2 h 2 0 9 5 e t o h r e f l u x 皿n 夏r x 、7nr x u 三 此外，我们课题组【1 7 1 还研究了s n c l 2 2 h 2 0 促进的邻硝基苯甲酰胺与酮的还原 环化反应，形成c - n 键，合成了一系列1 羟基2 ，3 二氢化喹唑啉4 ( 1 - ) 酮类化合 物。 x r 1 曰 + r 2 八r 3 4 s n c l 2 2 h 2 0 e t o h ，6 0 。c ，2 h x o h 萎翥 晚 肛 二氯化锡作用下杂环化合物的合成研究第一章 王朝阳【1 8 1 以邻硝基苯胺为原料，在s n c l 2 2 h 2 0 k i h c i 体系中，1 0 0 0 c 条件下 一锅法合成1 2 种苯并咪唑化合物。该方法以水为溶剂，条件温和，操作简单，催 化剂易得，产率较高，为该类化合物的合成提供了一种新的便利方法。 q v n 蚺h 0 2 ：r - c h 2 0 h s n c l 2 。2 h 2 0 k i h c i 1 0 0 0 c 1 2 3 催化醛、酮的烯丙基化反应 l i 1 9 】等曾报道了在离子液【b m i m 】b f 4 中，* i j 用s n c l 2 2 h 2 0 催化醛酮上羰基的烯 丙基化反应。该方法与传统的方法相比，具有操作简便，收率较高的优点。而且 对于活性相对较低的酮，该方法也同样适用，并取得不错的收率。 r 贝州e ) + b ， s n c l 2 。2 h 2 0 【b m i m b f 4 h 2 0 ，r t o h r t 飞 h ( m e ) g u o 2 0 】等还发现，在水溶液中s n c l 2 c u 也能催化羰基化合物的烯丙基化反应。 一x + r 。 r o h r 矿x + = o 二 r 1 吵q ， ”z 。 k 2 x = c i ，b r 在醛酮的烯丙基化反应中常用的烯丙基化试剂是脂肪族的烯丙基卤化物，而 环烯丙基卤化物由于反应活性较低很少被使用。最近，郭庆祥【2 1 】课题组研究发现 s n c l 2 c u 能够有效的促进醛的环烯丙基化反应。 b r a r c h o + l “ t ，n n = l ，2 ，4 s n c l 2 c u h 2 0 ，r t ，2 4 h r s 锄o s h i n 倒课题组在s n c l 2 k i 作用下，促使二醛或他们的乙缩醛与烯丙基溴发 生烯丙基化反应，合成了一系列二高烯丙醇化合物。 o v ( c h 2 ) n 夕 0 r s n c l 2 ，k i ，h 2 0 r o 丫c h 2 ) n y o r o r 。 o r h o , , , y , - - ( ch 2 ) n 孓nh q 第一章 二氯化锡作用下杂环化合物的合成研究 1 2 4 还原反应 据文献报道，还原反应通常用来尼镍催化氢化或锡粒加盐酸，收率不超过 6 3 t 2 3 ，2 4 1 ；用来尼镍催化氢化还原可使反应收率达到9 1 i ：2 5 1 。而武引文等【2 6 1 用氯 化亚锡做还原剂，参照合成2 ，3 ，4 三甲氧基苯胺的工艺条件合成2 , 4 ，5 三甲氧基苯 胺，收率达9 2 。 慧嫁洲。 基。 硝化 h 3 c o 、1 i 7 ，：1 7 n 0 2 璺璺鱼kh 3 c o t r 7 ：r n h 2 h 3 c o m o c h 3h 3 c o - i 协o c h 3 s o n g 等1 2 7 1 在利用固相合成苯并咪唑6 酮时，也利用- j s n c l 2 作为还原剂还原硝 令n h 2 + h o n 0 2 一o c ： f l o 日 f 糖 二氧化锡作用下杂环化合物的合成研究 第一章 衫一 s n c l 2 2 h 2 0 吣n 砭一 r 1 v n 髟x i 麓 o h c e s a r 3 0 1 课题组还发现，s n c l 2 2 h 2 0 能够将偕胺肟还原为脒。 沁。驭警卧n 王：警卧h _ 一a n 0 2 h c ih 2 0 吖、， ，、i ， v 上 一 n 2 。c i s n c l 2 c i h c i - h 2 0 1 2 5 催化多组分反应 s n c l 2 2 h 2 0 能够促进多组分b i g i n e l l i 反应。例如，r u s s o w s k y 3 2 1 课题组报道了 s n c l 2 - 2 h 2 0 作用下醛、乙酰乙酸乙酯与脲的三组分b i g i n e l l i 反应，高效的合成了3 ，4 - 二氢嘧啶- 2 ( 1 4 ) 一酮类化合物。 r 1 产冬 e t 焱+ 州匙 s n c l 2 2 h 2 0 s o l v e n t , r e f l u x ，6 h日：礅二 x = o ，s n a g a r a p u 3 3 1 等研究发现，在无溶剂条件下，s n c l 2 2 h 2 0 能够有效地促进芳醛， 可烯醇化的酮，乙酰氯和乙腈四组份之间的反应，成功的合成了一系列p - 乙酰氨基 酮和p 乙酰氨基酮酯类化合物。 a r c h o + a r l c o c h 3 + c h 3 c n + a c c 。兰竺塑 s o l v e n t - f r e e ，r t ，1 2 5h r h+meo s n c l 2 。2 h 2 0 c h 3 c n ，a c c i ， r t ，2 - 2 5h 7 a 丫一 a c h n o a c h no o m e 第一章二氯化锡作用下杂环化合物的合成研究 最近，z h a n g 3 4 1 课题组也报道了无溶剂条件下，s n c l 2 2 h 2 0 催化的邻氨基苯甲 酸、原酸酯与胺的三组分缩合反应，一步合成了喹唑啉4 酮衍生物。该方法反应 时间短，收率较高，而且反应在无溶剂条件下进行，符合绿色化学的要求。 q 吲3 一 1 2 6 催化重排反应 s n c l 2 。2 h 2 0 ，r 1 s n c l 2 能催化4 - 乙酰基或4 一亚胺基- 3 ，3 一二甲氧基一2 - 氮代环丁酮发生b r e a k a g e 重 排反应【3 5 1 。 r 1 s n c l 2 2 h 2 0 c h 2 c 1 2 ，r t 。丫x o 久n 入r 2 a r x = n a r o b a t e s 3 6 1 课题组研究发王见s n c l 2 还能促进硝基芳基酮的还原环化重排反应。 囝拍 ( a ) ( c o ) 2 c 1 2 ，c h 2 c 1 2 ；( b ) s n c l 4 c h 2 c 1 2 ( 7 0 ，2s t e p s ) ； ( c ) 5e q u i vo fs n c l 2 e t o h ，r e f l u x ( 9 7 ) 1 2 7 催化酰化反应 文献报道s n c l 2 2 h e o 是室温下2 ，3 二甲基2 丁烯与乙酐进行酰化反应的有效 催化剂【3 7 1 。 h 3 c 一融+ h 。c 一苎o 且 一o 岂一6 c h 36c：h3c cc h 3 h 3 c c h 2 h 3 c 一。一 + p 丑 一e c c ： 6 h 3h 3 c 一停 c ih 3 1 2 8 催化不对称反应 s n c l 2 在不对称合成中也有一定的作用，它可以作为还原剂用于还原偶联反应， 因而合成手性化合物，其d r 值高达9 9 【3 8 】。 二氯化锡作用下杂环化合物的合成研究第一章 x b u 3 s n 协p h + o x 眦s n 励+ q m e _ 卜x o x x 1 2 9 其它反应 s n c l 2 能够促使三氯硝基甲烷与醛之间发生类瑞福马斯基反应，得到二氯硝基 醇类化合物。而且该反应中，脂肪醛的反应活性要比芳醛的反应活性高【3 9 】。 i ) s n c l 2 ，e t h e r ，o o c 2 ) r c h o 3 ) h 3 0 + 5 2 9 2 o h 。2 n r c rc i r o y 4 0 】课题组发现，s n c l 2 还能促进醛的n ，n 二烷基化反应，方便的制得叔胺。 s n c l 2 r n 3 + r 一x r 。 r n d m s o ，3 0 - 4 0 0 c r r = a r ，p h c h 2 ，4 - t o l s 0 2 r 。= a l l y l ，p r o p a r g y l ，m e 在甲醇溶剂中，s n c l 2 能够促使a 溴代亚胺发生脱溴反应。值得注意的是，在 同样的条件下a 氯代亚胺并不能发生脱氯反应【4 1 1 。 r b r n 人 c 牡 b r s n c l 2 m e o h ，r t ，5 h r s n c l 2 m e o h 。r t , 4 h h v y v y a n 4 2 1 等研究发现，无水二氯化锡能有效的催化环氧化物与丙酮的反应， 9 n 足 1 、 ， 斗 r 酗 n 卫 掣 一、 弋z p 第一章二氯化锡作用下杂环化合物的合成研究 合成一系列2 ，2 二甲基1 ，3 二氧环戊烷衍生物。而且无论是单取代，双取代还是三 取代的环氧化物都能很好的参与该反应。 r q s n c l 2 a c e t o n e 9 + r 人b 在无溶剂条件下，s n c l 2 2 h 2 0 还能够促进2 氨基一3 氰基4 h - 吡噼j 与环戊酮或环 己酮之间的反应，方便高效的合成吡喃并 2 ，3 6 】吡啶衍生物【4 3 1 。 o ：2 + 凸n s n c l 2 2 h 2 0 n e a t ，1 1 0 0 c ，4 - 5 h 杨光m 】等以2 ，4 二氨基苯酚盐酸盐和对氨基苯甲酸为原料合成了5 氨基2 ( 对 氨基苯) 苯并咪唑。反应过程中，首次加入s n c l 2 作为还原剂，抑止了2 ，4 二氨基苯 酚盐酸盐的氧化，有效地提高了反应产率。 引洲”：n h 。c 口鲁州取h 呲 雷自强【4 5 】课题组以s n c l 2 2 h 2 0 为催化剂，质量分数为3 0 的h 2 0 2 为氧化剂催化 氧化2 金刚烷酮得到相应的内酯，选择性高达1 0 0 。 s n c l 2 2 h 2 0 ，3 0 h 2 0 2 2 4 h o o g u i l l a u m e t 【4 6 1 课题组报道t s n c l 2 作用下一系列二取代和三取代吲唑类化合物 的合成。 1 ) s n c l 2 ，r 2 0 h ，6 0 0 c 2 ) r 3 ) ( 1 0 r = h ，m e 二氯化锡作用下杂环化合物的合成研究第章 1 ) s n c l 2 ，e t h y la c e t a t e 6 0 0 c m e o 2 ) m e o o s 0 2 c i p y r i d i n e y = h b r b a b u 4 7 1 课题组利用s n c l 2 促进烯丙羟基锡烷与醛的加成反应，合成了一系列邻 二醇衍生物，该反应具有非常好的立体选择性。 眦s n 以+ r 百h 羔r b u 3 s n 人入+ r 丫h 罴r o h 1 3 本论文研究工作的目的和意义 本论文在查阅国内外研究文献的基础上，重点研究了二氯化锡促进的新反应， 以探索二氯化锡在有机合成中的应用。本论文重点研究内容是利用二氯化锡来构 建杂环骨架合成氮杂环化合物，合成了一系列结构新奇且具有潜在生物活性的杂 环化合物。该研究不仅可以有效的合成结构复杂的氮杂环化合物，而且为构建有 机化合物的骨架提供了一种新颖、高效、简便的合成方法。本研究将拓宽二氯化 锡在有机合成中的应用范围，丰富有机合成化学的研究内容，具有一定的理论和 应用价值。 1 4 本论文的主要研究工作 本论文的研究工作是在实验室常规条件下进行的，在实验过程中我们通过简 易的装置，利用廉价、易得的反应底物，在温和的条件下一步高收率地合成一些 具有潜在生物活性的含氮杂环化合物。主要分为以下几个部分：s n c l 2 2 h 2 0 作用 下，喹啉- 氧化物及其配合物的合成；邻硝基苯甲酰胺与卤代酮及酮酸发生分子 间的还原成环反应一步合成了吡咯并【1 ，2 口】喹唑啉酮类衍生物；2 邻硝基苯基咪唑 与异氰酸酯及异硫氰酸酯的还原环化反应，一步高产率地合成了咪唑并 1 ，2 - c 喹唑 啉5 ( 6 - ) 酮及咪唑并 1 ，2 叫喹唑啉一5 ( 6 4 ) 一硫酮类化合物；邻硝基苯甲酰胺与异硫氰 酸酯的还原环化反应，一步高产率地合成了2 ，3 二氢，2 ，硫代喹唑啉4 ( 1 4 ) 酮类衍生 物；邻硝基苯甲酰胺与靛红的还原环化反应，一步高产率的合成了1 h 螺， 靛红 1 ，2 喹唑啉】3 ，4 ( 3 4 ) 二酮类化合物。具体的合成见论文主体部分。 第二章 2 1 研 k i m 5 4 , 5 5 e 普以邻硝基苯甲醛的b a y l i s h i l l m a n j j l l 成产物为原料，在三氟乙酸的作 用下反应得到一系g i j 3 乙氧羰基4 羟基喹啉- 氧化物，这个反应大约需要2 0 d 时， 反应时间太长，而且底物的适用范围也很窄，当3 位的取代基不是乙氧羰基而是其 他取代基时，需要加入三氟甲磺酸反应才能顺利进行得到预期产物。m a k o s z a l 5 6 , 5 7 】 通过还原环化邻硝基芳亚甲基氰基化合物以及2 苯基2 ( 邻硝基苄基) 乙腈类化合 物分别得到了取代的喹啉- 氧化物及取代的3 ，4 二氢喹啉- 氧化物，但是该反应原 料不易得。最近，l a m a 5 8 1 以邻硝基苯甲醛的a z a b a y l i s _ h i l l m a n 加成产物为原料， 合成了一系列吡咯并 3 ，2 c 喹啉_ 氧化物衍生物，该反应的不足之处是操作比较 繁琐。此外也有文献报道了利用分子筛催化合成喹啉- 氧化物【5 9 1 。 2 2 研究设想 我们课题组曾成功地利用邻硝基苯甲酰胺与酮的反应合成了一系列1 羟基2 ， 3 二氢化喹唑啉4 ( 1 h ) 酮【1 7 】，由此我们设想：采用取代的邻硝基苯甲醛与有活性 亚甲基的氰基化合物反应而生成邻硝基芳亚甲基氰基化合物，作为反应的起始原 料： z y x r z + 一 c n y x 尝试它在二氯化锡中的反应，看是否也能发生分子内的还原环化反应，生成 1 羟基取代的氢化喹啉类化合物，结果发现并没有得到预想产物而是意外的得到了 1 2 二氯化锡作用下杂环化合物的合成研究第二章 喹啉- 氧化物及其配合物。 2 3 结果与讨论 我们首先尝试了邻硝基芳亚甲基丙二腈o a ) 在二氯化锡中的反应，结果发现并 没有生成我们预期的产物2 a ，而是意外的得到了配合物3 a 岂：c ：c n c n n 0 2 s n c l 2 2 h 2 0 e t o h r f 哪： o h 2 a 村甲! 、o s n 、 o w c i 科 3 a c n 接着我们以该反应作为模板反应，通过改变反应温度、溶剂以及催化剂的量， 对反应条件进行了筛选。实验结果见t a b l e2 - 1 。 t a b l e 2 - 1 o p t i m i z a t i o no fs o l v e n t ，r a t i oa n dt e m p e r a t u r ei nt h es y n t h e s i so f 3 a 如t a b l e2 - 1 所示，我们首先考察了不同的有机溶剂对反应的影响，结果发现 第二章二氯化锡作用下杂环化合物的合成研究 在乙醇中反应进行的最好。为了进一步考察底物( 1 a ) 与s n c l 2 2 h 2 0 的摩尔比对该 反应的影响，在反应中我们分别控制底物( 1 a ) 与s n c l 2 2 h 2 0 的摩尔比为l ：1 ，1 ：2 ， 1 ：3 和1 ：4 ，结果分别以2 5 ，4 0 ，8 7 和8 3 的收率得到了目标产物3 a ，这也就 说明底物( 1 a ) 与s n c l 2 2 h 2 0 的最佳摩尔比是1 ：3 。此外，我们还考察了不同的反应 温度对该反应的影响，研究发现该反应在6 0 。c 进行收率最高。由此我们确定最佳 的反应条件是：在乙醇中6 0 。c 反应，底物( 1 a ) 与s n c l 2 - 2 h 2 0 的摩尔比是1 ：3 。 在最佳条件下我们对底物进行了拓展，我们发现当r 基是氰基或酯基取代基 时，在9 5 e t o h 中6 0 。c 反应2 小时即可一步高收率的得到配合物s n l 2 c 1 2 ( l = 2 氨基喹啉- 氧化物) ，实验结果见t a b l e2 - 2 。 z y x 1 h，r c = c 、c n sn c l 2 2 h 2 0 n 0 2 e t o h ，6 0 c ，2 h z r r z y 3 r ：c n c o o r t a b l e2 - 2 t h es y n t h e s i so fs n l 2 c l z ( l = 2 - a m i n o q u i n o l i n en - o x i d e s 、 但是当r 基是芳基取代基时，我们并没有得到预期的配合物，而是得到了一 系列喹啉- 氧化物，实验结果见t a b l e2 - 3 。 1 4 o n h_ 斗c h m ，o 二氯化锡作用下杂环化合物的合成研究第二奄 z y x 4 h，r c = c c n s n c l 2 2 h 2 0 z n 0 2 e t o h ，6 0 。c y r n h 2 x q e 5 r = a r t a b l e2 - 3 t h es y n t h e s i so fs u b s t i t u t e dq i n o l i n en - o x i d e s 从t a b l e2 2 和t a b l e2 3 ，我们可以看出：底物芳环上的取代基无论是吸电子 基还是供电子基反应都能够很好的进行。这也就说明取代基的电子效应对该反应 是几乎没有影响的。 产物的结构通过i r 、1 hn m r 和h r m s 确定。在红外光谱中出现了n h 键和 芳环的特征吸收峰；在1 hn m r 谱中芳环上氢和氮氢的共振峰十分明显。我们以 化合物3 e 为例，结构推导如下： 在红外光谱中：3 3 4 4c m 。处出现了n h 的伸缩振动吸收峰；1 7 0 8c m _ 处出现 了c = o 的伸缩振动吸收峰；3 0 4 8c m 1 处出现了苯环上c h 键的伸缩振动吸收峰； 1 6 1 6c m 一，1 5 1 9 c m 一，1 4 1 8c m 。处出现了苯环的骨架振动吸收峰。 在1 hn m r 谱中：该化合物共出现了7 组氢质子的振动吸收峰，共2 0 个氢原 子。6 = 1 4