（有机化学专业论文）22二取代13环戊二酮在香料中的应用及反应研究.pdf

摘要 以 p 一 二酮为起始原料，合成了一系列类似茉莉酮、茉莉酮酸甲酗结构的化 合 物、内 配化合物和一些醇类化合物。 通过 对2 ,2 一 二取代 一 卜 二酮的g r i g n a r d 反 应， r e f o r m a s k y反 应， w i tt i g 反应， w i t t i g - h o m e r 反应等加成反应及脱水反 应 研 究了 其 双拨基反 应规 律。 系 统 地研究了 p 二 酮 体系的b a e y e r - v i ll i g e r 氧 化反 应及反 应中的位置 选择性规律。 在 加成反应中发 现了 一 个新的 w i t t i g反 应产物 并提出可能的反应机理。 共合成了2 9个化合物，其中 1 6个为新化合物，分离了一对顺反异构体， 并对其中顺式产物培养了单晶，通过 x 一 射线衍射测定了其结构。所有新化合物 都通过 h n mr . i r及元素分析 ( 或ms )确定了结构。 、一2 砂 一飞 /2 关 键 词 : 2 ,2 一 二 取 代 一 a 一 二 酮加成 k 应妊 一鑫 b a e y e r - v i l l i g e r 氧化新颖witt i g 反应产物。 一 间 户一 钾一 一一 ( 一砂 、,- - ab s t r a c t i n t h i s p a p e r , u s i n g p - d i o n e a s s t a rtm a t e r i a l , a u n d s a n d s e r i e s o f c o m p o u n d s l i k e j a s m o n e a n d m e t h y l ,j a s m o n a t e , l a c t o n e s o me川c o h o 贻 s y n 出 e s i z e d r e a c t i o n la w o f 2 , 2 d i s u b s t i t u t e d - c y c l o p e n t a n e - 1 , 3 - d i o n e w a s s t u d i e d b y g ri g n a r d r e f o r m a s k y r e a c t i o n , wi tt i g r e a c t i o n , it t i g - h o r n e r a n d d e h y d r a t i o n r e a c t i o n . i n a d d i t i o n , t h e b a e y e r - v i l l i g e r o x id a t i o n r e a c t i o n w a s s t u d i e d . a n o v e l p r o d u c t i n w it t i g r e a c t i o n w a s fi r s t f o u n d a n d a p r o b l e m e c h a n i s m w a s u s e d t w e n t y - n i n e c o m p o u n d s w e r e s y n t h e s i z e d . s i x t e e n o f t h e m a r e n e w c o m p o u n d s . t h e i r s t r u c t u r e s w e r e c h a r a c t e r i z e d b y i r , h n m r s p e c t r a a n d e le m e n t a l a n a l y s i s . a s i n g l e c r y s t a l d i f f r a c t 玉 。 na n a l w a s c u l t i v a t e d a n d t h e c r y s t a l s t r u c t u r e w as d e t e r m i n e d b y x - r a y y s i s . wo r d s ; 2 , 2 - d i s u b s t i t u t e d - c y c l o p e n t a n e - 1 , 3 - d i o n e on s b a e y c r - v i l l i g e r o x i d a t i o nn o v e l wi tt i g p r o d u c t 南开大学硕士研充生毕业论丈 吧 日 .巴 绝 曰 里 旦 日 巨 典里 里组 里 困 组 旦 里 吧 目 弓 里 巴 巴 巴目 组 旦 些里 里 旦 叹旦旦 里 里 巴 里 竺旦 旦 纽 困 里些 旦 前 . 自 口 香化学理论主要研究香与化学结构间的关系，香化学理论的发展不仅丰富了有 机化学理论，而且也为有机化合物的合成和应用开辟了更加广泛的领域。香化学 理论为香 料工业开发新型香料， 创作新香型提供了 科学依据。 香化学理论比较复杂，虽然许多学者在这方面进行了研究，提出了各种理论假 说n - ， 但都 有一定局限性，都是从不同角度阐明香与 化学结构的关系，尚未发展为 完整的理论体系。 经典的香化学理论认为 有香物质的分子中必须含有一 o h ， _ c o _ ， - n h - ， - s h等 原子团， 称为发香团或发香基。这些原子团使嗅觉产生不同的刺激，赋予人们不 同 的香 感觉。 现将主要发香团列于表1 0 1 0 表1 主要发香团 有香物质发香团有香物质发香团有香物质发香团 醇- oh硫醇- s h异月 青- nc 酚 r - c , h , - o h 醚- o-硫氰化合物- s cn 酮_ co_醛 - cho异硫氰化合物- ncs 梭酸- coon硫醚 _ s _” 安 nh, 酉 旨- 000r硝基化合物- no, 内酉 旨_ c oo_睛_ c n 香是有机化合物的重要物理性质之一，也是鉴定有机化合物的辅助依据。 在实 际应用中，许多学者试图找出化学结构与香生理活性之间的关系，但是至今仍无 定论，其原因主要有下述三点:15 1 ( 1 ) 香的表现和评价因人而异 ( 2 ) 随着浓度的不同，香也发生变化 ( 3 ) 混合物的香并不等于原香的复合， 而是产生“ 相长相消”的效果。 此外， 含有其它微量杂质后，往往会产生各种异味感觉。 就其研究香结构和活性关系来说也相当复杂。许多结构相似的化合物有完全不 同 香 气， 如 6 南开大学硕士研究生毕业论丈 柠檬香气药草一 柑桔香气 而许多分子组成结构非常不同的化合物却具有相似的香气。如下列化合物都具有 寨 香 香 气川 : / (c h , 1 c h 3 c =p 、 h c/ cllo h c、 飞甘 h c c h 3 c =o 以上原因，使得描述香的结构活性关系非常困难，这就增加加了研究的盲目 但是官能团对香的影响很大，凡是具有相同官能团的化合物一般具有类似的 因此，一般根据官能团来划分香型。通常同一类型的香化合物在化学结构上 性香 具有共同的部分，如麦芽酚) 、甲基环成酮 ( h o w o c h z o / 酮 c 尽 o 八h 3 等 是 从 天 然 产 物 中 分 “ 出 来 的 化 合 物 ， h o 丫一 尹 c h 尸 ， 。 基 。七喃 这些化合物虽出处各异， 但在化学结构上都具有共同的部分，即环状a 一 醇酮的烯酮结构，其结构模型如下: ) 。这一共同的局部结构是影响香的重要因素，异麦酮 占 h 刃 具有同样的香气，而别的麦芽酚却属于无香物质，这是由于烯酮结构也可以是 s 一 醇酮体，环内双键上的氢必须全部被 c - c键或一 o - c - 键所取代，这种设想曾被 茉莉香是一种很有价值的香料，其基本的发香化合物是茉莉酮 (勺 ) p i t t e l 和川懒等人分别通过合成环戊酮别麦芽酚衍生物得到进一步证实卿 。 及茉莉酮酸甲酉 旨 自 从其结构被确定以米，许多学者) 几 始研究其 结构与香气关系19 1 11 。其主要合成的化合物如下: 由于 2 - 取代一 1 , 3 一 环戊二酮分子有多个反应中心，其在有机合成中是一个多功 能、重要的中间体，例如在前列腺素，茉莉酮，丝裂毒素桑普等合成中都应用了 这个化合物 ” 。为了进一步研究化合物结构和香气的关系，寻找有应用价值的香 原料，我们以 2 - 取代一 1 , 3 一 环戊二酮为起始原料、合成了一些类似茉莉酮、茉莉酮 酸酷结构的化合物、内酷化合物和一些醇类化合物，通过评定香气，以期总结出 一些结构与香气之间的关系，为进一步研究化合物结构与香气关系积累素材。同 时，我们还发现 2 ,2 - 取代一 1 . 3 - 环戊二酮在许多反应中具有特殊性，如其两个拨基的 反应活性存在很大差别。为了 进一步研究 2 , 2 一 二取代一 1 , 3 一 环戊二酮的反应特性，我 们进行了 不同 类型的加成反应，如 r e f o r m a s k y反应， wi t t ig反应， g r i g n a r d反应 以及b a e y e r - v i l l i g e : 氧化反应， 总结出了 这类化合物的一些反应特征和规律。 我们一共合成了 2 9个化合物，其中 1 6个为新化合物，通过 h n mr , i r 、元 素分析及 m、 确定了它们的结构。它们的编号及系统命名列于表2 0 编号 化合物 系统命名 1 2 一 甲基- 1 , 3 一 环戊二酮 2 2 一 乙基- 1 , 3 - 环戊二酮 3 2甲基- 1 , 3 一 环己 二酮 4 8 一 甲 基一 二环 4 .3 . 0 壬， 7 , 9 - 二酮 5 2 ,2 一 二甲 基一 1 , 3 环戊二酮 6 8 , 8 一 二甲 基一 二环 4 . 3 .0 壬 一 7 一二酮 7 2 ,2 一 二 甲基- 1 , 3 一 环己二酮 8 2 一 甲 基- 2 - : !p 基- 1 , 3 一 环戊二酮 9 8 一 甲基一 8 - 节基一 环 4 , 3 , 0 壬一 7 , 9 - -酮 1 0 2 一 甲基- 2 一 烯丙基一 , 3 一 环戊_酮 1 1 2 一 乙基一 2 - 烯丙基- 1 , 3 一 环戊二酮 1 2 2 一 甲基- 2 - 烯丙基- 1 , 3 一 环已二酮 1 3 2 一 甲基- 2 - ( 3 - 氧代丁基) - 1 ,3 一 环戊二酮 1 4 5 , 5 - 二甲 基一 4 - 氧代一 6 戊内 醋 1 5 5 一 甲墓- 5 - 节基- 4 - 氧代一 s 一 戊内醋 1 6 5 一 甲基- 5 - 烯丙基- 4 - 氧代- 5 一 戊内酷 1 7 5 一 甲 基- 5 - ( 3 一 氧代丁 基) - 4 - 氧代一 6 一 戊内 酷 1 8 2 一 甲 基一 2 - 节基- i - a . 基一 3 一 氧代环戊烷乙酸乙酌 1 9 ( 反) - 2 一 甲基- 2 ,3 一 二节基- 3 - 羚基环戊酮 2 0 ( 顺)- 2 一 甲基- 2 , 3 - -节基一 3 - 7 ! 基环戊酮 2 1 2 , 2 - -甲基- 3 - 节基- 3 - 轻基环戊酮 2 2 2 , 3 一 二甲基- 2 - 节基 3 - 轻基环戊酮 2 3 2 , 2 , 3 - 三甲基一 3 - f l 基环戊酮 2 4 2 , 2 - 二甲基一 1 , 3 一 二节基一 ， 3 一 环己 二醇 2 5 2 一 甲基- 2 - 竿基- 3 - 亚节基环戊酮 2 6 2 一 乙基一 2 - 烯丙基- 3 - 氧代亚环戊基乙酸乙酌 2 7 2 - 乙基- 2 一 丙基- 3 - 氧代亚环戊基乙酸乙酷 2 8 2 一 甲基 2 , 3 - -节基一 3 一 环戊烯酮 2 9 2 一 甲 基一 1 , 2 ,3 一 三节基- 3 一 环戊烯醇 注:化合物 1 4 - 2 9 为新化合物。 止玺之监鳖塑骂 参考文献 1 . we y e r s t a h l . p . ,j . p r a k t . c h e m, 1 9 9 4 . 3 3 6 ( 2 )， 9 5 . 2 . r a m i n g . k . , k r e i g e r , j . s t r o t m a n n . j . e t a l . , n a t u r e 1 9 9 3 , 3 6 1 , 3 5 3 . 3 . e m s t t . t e i m e r , f r a g r a n c e c h e m i s t r y - t h e s c i e n c e o f t h e s e n s e o f s m e l l ; a c a d e mi c p r e s s : n e w y o r k , 1 9 8 2 . 4黄小凤等，香料与香精，第 2 期 ( 1 9 8 3 ) 5赤星亮一 “ 香料四化学”大日本图书，昭5 8 0 6 ( 德 r . 博尔，d . 加比， 通用香料 7刘靖疆， 汤继卫， 朱能垂等， 物理化学学报，v o l . 8 ,n o .6 . 1 2 . 1 9 9 2 8藤卷正生t - , ” 香料。 事典“ ， 朝仓书店( 1 9 8 0 ) 9 k a r e n j . r o s s i t e r , s t r u c t u r e - o d o r r e l a t i o n s h i p s , c h e m. r e v ., 1 9 9 6 , 3 2 0 4 - 3 2 4 0 . 1 0 k a r e n j . r o s s i t e r ， p e r f u m e r 一 t i 一 。 ， i-ii7( = 4 1 竺竺玺夔鉴竺 2 ,2 一 二 取 代一 1 ,3 一 环戊 二 酮是 一 个信 封式结 构， 取 代基的 大小 影响了 其 整个体系 的 扭曲 程 度、 扭曲 程 度 越大， 反 应 性 越 好， 其 化 合 物扭曲 程 度 即 取 代 基大 小) 和产率关系列于表 5 表 5 化介物取代m大小 扭1111 程度) a : 率 5 增 大 一 增 告 大 ! 提 今 高 1 0 1 3 8 2 ,2 一 二取代一 1 ,3 一 环己 二酮为一个扭曲的椅式结构， 其整个体系的能量比 相应的 2 ,2 一 二 取代一 1 . 3 一 环戊二 酮低、 并且六元环上多 个 c h : 基团 存在而造成较大的空 间 位阻 而影响了2 , 2 一 二 取代 一 1 , 3 一 环己 二 酮进行b a e y e r - v i l l i g e r 重排而生成七元环或 八元环内酷，造成其产率为0 %, 对 8 , 8 一 二取代一 二环 4 ,3 ,0 1 壬一 7 , 9 一 二酮来说，因并联环已 烷的存在造成了较 大的空间位阻影响了两个碳基的活性，故而其产率为0 %. 而对 2 ,2 一 二取代一 1 , 3 一 环戊二酮来说，其五元环的结构较易被氧化而变为六元环 的能量较低结构。经研究发现，当五元环外有拨基及双键存在时，拨基及双键发 生反应的产率极低而未分离到产品，而对含双键的 2 ,2 一 二取代一 1 , 3 一 环戊二酮在 k f / m c p b a条件进行环氧化反应而仍未得到双键环氧化的产物。可能是五元环及 六元环的存在影响了环外拨荃及双键的反应。 由b a e y e r - v i l l i g e r 氧化可得出以 下结论 ( 1 ) 对2 ,2 一 二 一 取代一 1 , 3 一 环戊( 已) 二酮的b a e y e r - v i l l i g e r 氧化只有2 , 2 一 二取代一 1 , 3 - 环戊 几 酮能反应。而双环的二酮及环己二酮不能反应。 ( 2 ) 2 ,2 一 二取代一 1 ,3 一 环戊二酮的反应结果为生成1 , 2 位插入氧原子的内酪类化合 物，故而可做合成 类化合物的中间体。 oh ( 3 ) 2 ,2 一 二取代一 1 , 3 一 环戊二酮的取代基上的双键及ia 基不易起反应。 南开大学硕士研究生毕业论丈 实验部分 仪器与试剂 核磁共振波谱仪:j e o f 9 0 q型 质潜仪:v g - 7 0 7 0 e h f型 熔点仪:y a n a c o显微熔点仪 红外光谱仪:b i o - r a d f t s 1 3 5 付立叶红外光谱仪 薄层层析硅胶:青岛海洋化工厂产g f 2 5 4 柱层层析硅胶:青岛海洋化工厂分厂2 0 0 - 3 0 0目、3 0 0 - 4 0 0目 1 .间氯过氧苯甲酸的制备 2 5 0 m l二口反应瓶装冷凝管，滴液漏斗、干燥塔、h c i 吸收装置，装入间氯 苯甲酸( 2 1克， 0 . 1 3 4 m o l ) ， 滴加入重蒸的二氯亚矾( 3 1 .9克、 0 .2 0 8 m o l ) 后快速搅拌 下，回流6 小时， 减压蒸馏，收集9 8 - 1 0 0 0c / 6 m m h g 馏分得1 9 .2 克无色液体( 8 1 % ) 6 0 0 m l烧杯， 1- 加入m g s o , 7 h 2 0 ( 0 . 5 4 8 克) ,n a o h ( 1 2 .5克) ， 水( 1 2 5 m l ) ，一 氧 杂环己 烷( 1 6 4 m l ) 和过氧化氢( 3 0 % , 3 1 m l ) ，电 磁搅拌使混合物全部变成透明液， 在 冰水浴上冷却至1 0 - 1 5 c ， 强烈搅拌下向 溶液一次加入全部间氯苯甲酞氯( 1 9 .2 克 ) ， 立即出现白色固体，最后变成白色凝胶状体，继续搅拌 1 0分钟，将凝胶物倒入 1 0 0 0 m l 分液漏斗中， 加入冷h 2 s o 4 ( 2 0 %, 3 1 8 m l ) 再加入8 0 m l 二氯甲 烷使所有固 体溶解后分层， 水相用二氯甲烷萃取三次，每次用8 0 m l ，合并有机相，用无水硫酸 镁干燥，放置冷藏箱过液，过滤后在 2 0 - 3 0 之间真空抽出二氯甲烷，然后继续抽 2小时， 得白色粉末 2 0克， 用碘量法滴定测得 mc p b a含量为 7 5 %， 产率为 7 9 . 2 %, 两步反应总产率为6 4 %. 2 . 2 , 2 一 二t基一 1 ,3 一 环戊二酮的过氧化 带有回流冷凝管的5 0 m l三口瓶中通氮气，同时烘干仪器、氮气正压下，加入 1 克5 ( 7 .9 4 m m o l ) , 1 6 m l无水二氯甲 烷和4 . 7 5 克( 7 5 % ) 的m c p b a ( 2 0 .6 m m o l ) , 瓶外 加避光纸挡光，此旋浮液被冷至 0 0c，用针筒滴加 9 0 5毫克新蒸的三氟乙酸 ( 7 .9 4 m m o l , 0 . 5 8 9 m l ) ， 常温下搅拌四小时，反应液用 l o m l二氯甲烷稀释，用 1 0 % 的亚硫酸钠，饱和碳酸钾溶液和水各洗一次，无水硫酸镁干燥。旋去溶剂，柱层 析分离 ( 展开剂: 石油醚:乙 醚= 3 : 1 , r 1= 0 .2 5 ) 得白 色晶 体1 4 ( 0 . 1 1 3 克 ， 1 0 % ) 3 . 2 一 甲基一 2 - 节基一 1 ,3 一 环戊二酮的过氧化 合成方法同2 。 投料: 1 克化合物8 ( 4 .9 5 m m o l ) , 2 . 9 6 克m c p b a ( 1 2 . 8 7 m m o l ) , 0 .5 6 4 克二氟乙酸( 4 .9 5 m m o l , 0 . 3 6 8 m l ) , 柱层析分离 ( 展开剂:石油醚:乙酸乙酷 = 1 0 : 1 ，r f = 0 .4 0 )得白色晶体 1 5 ( 0 .4 2 7 克,4 0 % ) o 一里一 -巴 一一皇鳖望望尘盘盘纵一一 4 . 2 一 甲基一 2 - 烯丙基一 1 , 3 一 环戊二酮的过氧化。 合 成 方 法 同a ， 投 料 : i 克 化 合 物1 0 ( 6 .5 8 m m o l) ,3 .9 4 克m c p b a ( 1 7 . l l m m o l) , 0 .7 5 克 三氟乙 酸 ( 6 .5 8 m m o l , 0 .4 8 8 m l ) ， 柱 层 析分 离( 展开 剂: 石油 醚: 乙 酸乙 m = 1 0 : 1 , r f = 0 .4 ) 得无色液体1 6 ( 0 .3 5 4 克， 3 2 % ) . 5 . 2 一 甲 基- 2 - ( 3 一 氧代丁基) - 1 , 3 一 环戊_ _ _ 酮的过氧化 合成方法同a ， 投料: 1 克化合 物1 3 ( 5 .4 9 m m o l ) , 3 . 2 8 克m c p b a ( 1 2 .2 7 m o l ) , 0 .6 3 克 二 氟乙 酸 ( 5 .4 9 m m o l , 0 .4 0 8 m l ) ， 柱 层 析分 离( 展开 剂: 石油 醚: 乙 酸乙 酷 = 4 : 1 , r f = 0 . 3 5 ) 得白 色固体1 7 ( 0 .3 9 1 克， 3 6 % ) a 6 . 2 一 甲基- 2 - 烯丙基一 1 , 3 一 环戊二酮的环氧化 0 .6 4 9 克7 5 % 的m c p b a ( 3 .2 9 m m o l ) 和0 .2 1 9 克 新 烘 ( 1 4 0 下3 小 时 ) 的 无 水 k f ( 3 .7 5 m m o l ) 。 在氮气保护下加入到无水二氯甲 烷中， 搅拌 5分钟， 加入 。 . 5克 化合物 1 0 ( 3 .2 9 m m o l ) , t l c跟踪，1 2小时后结束反应， 滤去k f ， 旋去二氯甲 烷。 柱 层 析 分 离 展 开 剂: 石 油 醚 : 乙 酸乙 a e = 1 0 : 1 ,r f = 0 .4 ,r f = 0 .3 ) 由r f = 0 .4 得至 i 无色液体0 . 1 3 8 克 ( 产率2 5 %) 0 h n m r , i r同 化合物1 6 0 r f - 0 . 3 分离得不到产品。 7 . 2 , 2 一 二 取代 一 1 , 3 一 环已 二 酮及8 , 8 一 二取代 一 二环 4 .3 .0 壬 一 7 , 9 一 二酮的过 氧化反 应 合 成 方 法同2 ， 投料: 1 m m o l 原 料， 2 m l 二 氯甲 烷， 0 .5 9 8 克m c p b a ( 2 .6 m m o l) 和 1 1 4 毫克三氟乙酸( 1 m m o l , 0 .0 7 4 m l ) 搅拌 1 2小时，再加热回流1 2 小时， 柱层析 分离回收原料，没有新化合物生成。 上述化合物4 - 1 7 的物理常数、h n m r , i r 、 数据列于表6 ， 元素分析数据列于表 7 编 号 化合物系统命名 m p. h n mr ( c d c l , )i r ( k b r 压片，c m 一 1) 1 4 5 , 5 一 二 甲基- 4 - 氧代一 6 一 戊内0- (d4 9 - 5 0 c i .5 2 ( s , 6 h ,2 c h , ) 2 . 8 0 ( s , 4 h , c h , c h , ) 1 7 2 2 .8 ( c 0 ) 1 7 4 3 . 4 ( 0 0 0 ) 川0 .6 ( c - 0 ) 1 55 一 甲基一 5 - 节基- 4 - 氧代. 6 。 戊 内酷 8 5 - 8 7 c 1 .6 2 ( s , 3 h , c h , ) 1 .7 2 - .8 0 ( m ,4 h ,c h , c h , ) 3 .2 0 ( q ,2 h , -c 月 : p h ) 7 .2 8 ( m , 5 h , c , h , ) ! i 1 1731.8175 1.6 ( c o ) ( c o o ) ( c , h , ) c - 0)了 石 1 .8 1 6 5 - 甲丛- 5 - 烯内基- 4 - 氧代一 r ， 戊内酗 i .5 0 ( s , 3 h ,c h , ) 2 .4 0 - 3 .0 ( m ,6 h .c h 2 c h = c hc l i , 山: ) 2 .7 2 ( s , 4 h ,c h , c h , ) 5 .0 0 - 6 .0 0 ( m , 3 h , c h , 到 比 式 泪z ) 1 7 2 9 .5 左右( c o ,0 0 0 ) 2 9 2 1 . 7 , 2 9 8 2 .2 ( c = c ) 1 1 3 5 . 4 ( c - 0 ) 1 7 5 一 甲基一 5 一( 3 一 氧代丁基)- 4 - 氧代一 6 一 戊内酝 9 8 -1 0 0 - c 1 .4 6 ( s , 3 h ,c h , ) 1 . 3 8 ( s ,3 h , c o c h , ) 1 .8 ( m , 4 h ,c h 2 c h , ) 2 .6 0 ( m , 4 h ,c h , c h , c o ) 1 . 1 8 ( s , 3 h ,c h , ) 1 .2 8 ( s ,3 h , c o c h , ) 1 . 4 0 - 2 . 2 0 ( m , 4 h , c h 2 c h , ) 2 .4 0 - 3 .0 0 ( m ,4 h . c h 2 c h , c o( d m s o中 ) 1 7 2 4 . 1 ( c 0 ) 1 7 6 4 . 5 ( 0 0 0 ) 1 1 0 6 . 0 ( c - 0 ) 编号分子式 c ( %) h ( %) 理论值实测值 理 论 值一 实 测 值 1 4 c 7 h i o 0 3 5 9 . 1 4 5 8 . 7 27 . 0 9 6 . 5 9 1 5 x4 0 71 . 5 3 71 . 2 36 . 4 6 6 . 0 4 1 6 c g h,z 0 3 6 4 . 2 7 6 4 . 0 07 刀i 7 . 1 9 1 7 c , o ho , 6 0 . 5 96 0 . 0 4 7 . 1 2 7 . 4 8 参考文献 ( 1 ) b a e y e r - v i l l i g e r , b e r . , 3 2，3 6 2 5 ( 1 8 8 9 ) ( 2 ) b i p i n . p a n d e y . ,p r a m o d .v .d ., j .o r g c h e m i s t r y , 1 9 8 9 ,5 4 ( 1 2 ) ,2 9 6 8 - 9 0 ( 3 ) s u r a p a n e m i . c . r . , g i l a r d i . r . ,j .o r g .c h e m i s t r y , 1 9 8 6 ,5 1 , 2 3 8 2 ( 4 ) me n t a .g ., p a r d e y . p .n ., j .o r g .c h e m ., 1 9 7 6 , 4 1 ,9 5 3 ( 5 ) me n t a .g . ,s i n g h .v ., d u d d e c k .h . ,t e t r a h e d r o n l e t t e r , 1 9 7 8 , 1 2 2 3 ( 6 ) k n o w . g . r . , t e t r a h e d r o n 1 9 8 1 , 3 7 , 2 6 9 7 ( 7 ) t a k e f u m i m o n r o s e l - 1 , 3 - 氧 化亚环戊基乙酸乙酷与麟酸酷反应等方法，但预期的产率很低，且以 2 一 甲基一 2 - 节 基一 1 , 3 一 环戊二酮为原料则得不到预期的产物m 。由 此可见 2 ,2 一 二取代 1 , 3 一 环戊二酮 的加成反应有其特殊性。 1 9 7 9 年，t a k e f u m i m o n r o s e 12 !等人研究了下列化合物的反应: 买h c o o e t 不 h c o o e t 买h c o o e t , c ( c n ) 2 买( c n ) 2 i/ c ( c n ) 2 1 9 7 3 年， e .j .c o r e y 等在合成具有生物活性的甲 基前列腺素( 8 - m e p g c 2 ) 过程中， 利用了以下简单而有效的合成路线， 其中关键的一步就是利用了双拨基反应性的区 别而得到 8 - mc p g c , 13 1 tl 一 c 执c . c ( c h2 ) 荞o o c h 3 111.叮 14 2 一入(c h 2 ), 0 0 0 c h 3 - c, h. o s k c h , 入 一 t - b u l i 二 一 - c s h, o s k c h , ) z rb u !1川， 气 c h , 一 h 2 o r ( 1 9 ) 一 乙 、 ( r = r i = c h z 哟 、 r hp h ( 2 5 ) h q . w ( r = w = c h z p h ) 狱 r ch z p h 狱 -r c h z p h ( 2 8 )( 2 9 ) 综合以上反应结果，我们可以看到影响另一个拨基的因素是一个拨基反应的 过渡态 或产物 ( 如 p h c 眺 - c h z p h o m9 c l ir c hph尸 h c : h ; - c h z p h oh )( 对环戊二酮在 n a o h做碱条件的 0 w i tt i g 反应来说 对 反 应 体 乒 进 行 t l c 监 测 分 析 发 现 ， 在 强 碱 一 直存在，故有 p l 汇 h; i h c 踢 一 c h z r h oh 继续进行wi t t i g 反应的可 能) 是影响另一拨基活性的重要因素，而非五元环本身刚性等因素选成造成另一拨 基不能反应。 南开大学硕士研究生毕业论丈 实验部分 仪器与试剂 核磁共振波谱仪: j e o f x 9 0 q型 质谱仪:v g - 7 0 7 0 e h f 型 熔点仪:t a n a c o显微熔点仪 红外光谱仪:b i o - r a d f t s 1 3 5 红外光谱仪 薄层层析硅胶:青岛海洋化工厂产 g f 2 5 4 柱层层析硅胶:青岛海洋化工厂分厂 2 0 0 - 3 0 0目，3 0 0 - 4 0 0目 一、2 , 2 一 二取代一 1 ,3 一 环戊 ( 己)二酮的加成反应 1 . r e f o r m a s k y 反应 a . 锌粉的活化 称取5 克锌粉，加。 . 5 m稀h c i 搅拌5 分钟，倾出盐酸，再重复一次，用蒸馏 水倾洗三次， 再用丙酮洗三次， 乙醚洗三次，真空干燥备用。 b . r e f o r m a s k y 反应 1 o o m l三口瓶装上温度计冷凝管和滴液漏斗，干燥后通氮气，加入0 . 7 4 4 克锌 粉和1 克8 ( 4 .9 5 m m o l ) ( 溶于2 m l 无水t h f 中 ) ， 慢慢加入2 - 澳代乙 酸乙酷( 溶于2 . 5 m l 无水 t h f中) ，油浴加热使反应液保持在 4 0 搅拌 6小时，薄层分析显示反应基 本完成后，冷至室温，加入l o m l 预先冷却至0 的5 %的h c i 溶液，用氯仿萃取， 有机层用稀的n a h c 0 3 溶液，水各洗一遍， 无水 m g s o 。 干燥，旋去溶剂得无色液 体， 柱层析分离 ( 展开剂:石油醚:乙酸乙m= 8 : 1 , r f = 0 .3 0 ) 得无色液体 1 8 ( 0 .4 5 克，3 1 %) 2 . g r i g n a r d 反应 a . 2 一 甲 基- 2 - 节基一 1 , 3 一 环戊二 酮与 节基格氏 试剂反应 1 0 0 m l三口瓶上装回流冷凝管，恒压滴液漏斗，磁子，调整好电磁搅拌的位 置，使磁子能平稳迅速转动，在氮气保护下，加入 1 o m l无水 t h f和 0 .2 9 7克新 切碎的镁屑。把 1 . 5 6 5克氯化节溶于 2 0 m l无水 t h f中后加到滴液漏斗中，瓶中 加 一 小块碘后滴加入 1 1 5 : 的氯化节 溶液，待碘的颜色消失后，缓慢滴加使反应液 保持微微回流。加完后，继续搅拌 1 小u j .再滴1 j h i 克 8( 溶于 2 0 m l t h f f 1 1 )控 制溶液微微回流， 滴完后搅拌过夜。冰水冷却下，加入l o m l 1 0 % n h 不l 水溶液， 分层， 水层用乙酸乙酷萃取五次，合并有机相， 用等体积饱和n h 再l水溶液， 水 .-一-超霆盘e b e 里 依次 洗 涤】 无 水 硫酸 镁干 燥. 旋 去 溶 剂， 得白 色固 体， 用 石 油 醚 与乙 酸乙 酣 混 合 溶 剂 重 结晶 得0 .3 克白 色 针 状晶 体， 母 液 旋 去 溶 剂 后 层 析 分 离( 展 开 剂: 石 油 醚: 乙 酸乙 酷= 8 : 1 ，两新点r f 分别为0 . 5 0 , 0 .4 0 ， 硫酸显色) 第一 点( r f = 0 .5 0 ) 为 针 状 品 体1 9 ( 0 .3 0 + 0 .6 9 = 0 .9 9 克 ，6 8 % ) 第 二 点 ( r f - 0 .4 0 ) 为 无 定 形 固 体2 0 ( 0 . 1 1 克 ， 8 .2 % ) b . 2 斗二甲基一 1 , 3 一 环戊二酮与节基格氏试剂反应 合 成方 法同a ， 投 料: 1 克 化 合 物5 ( 7 .9 4 m m o l ) , 2 .0 1 克 氯 化 节 ( 1 5 .8 8 m m o l ) , 0 .3 8 1 克 镁 屑 ( 巧8 8 m m o l ) ， 柱 层析 分离( 展开 剂: 石油醚:乙 酸乙 酷= 8 : 1 , r f = 0 .4 0 ， 硫 酸显 色) 得无色品 体2 1 ( 0 . 8 5 克， 4 9 % ) c . 2 一 甲基一 2 - 节基一 1 , 3 一 环戊酮与甲基格氏试剂反应 合 成 方 法同a ，投 料1 克 化 合 物8 ( 4 ,9 5 m m o l) , 1 .7 5 7 克 碘甲 烷 ( 1 2 .3 7 m m o l) . 0 .2 9 7 克镁屑。旋去溶剂得白 色固体，柱层析分离 ( 展开剂:石油醚:乙 酸乙酷= 8 : 1 , r f = 0 .4 5 ， 硫酸显色) 得白 色片 状晶 体2 2 ( 0 . 6 7 克， 6 2 % ) d . 2 ,2 - -甲基一 1 , 3 一 环戊二酮与甲基格式试剂反应 合 成 方 法同a .投 料: 1 克 化 合 物5 ( 7 .9 4 m m o l) , 2 .8 1 9 克 碘 烷 ( 1 9 .8 5 m m o l) , 0 .4 7 6 克镁屑( 1 9 .8 5 m m o l ) 得无色液体，柱层析分离 ( 展开剂:石油醚:乙酸乙 a = 5 : 1 , r f - 0 .5 ， 硫酸显色) 得无色液体2 3 ( 0 . 5 2 克， 4 6 % ) e . 2 , 2 一 二甲基一 1 , 3 一 环已二酮与格氏试剂反应 合 成 方 法同a 投 料: 1 克 化 合 物7 ( 7 . 1 4 m m o l) , 2 .2 5 8 克 氯 化 节 ( 1 7 .8 5 m m o l) ,0 .4 2 8 克 镁屑 ( 1 7 .8 5 m m o l) ， 旋去 溶剂， 得白 色固 体柱层析 分离 ( 展开剂: 正 戊烷:乙 醚 = 1 0 : 1 , r f - 0 .5 ; 石 油醚: 乙 酸乙 0= 1 0 : 1 , r f - 0 .4 ， 硫 酸 显 色) 得白 色固 体2 4 ( 1 .5 2 克，6 6 %) 二、 w i t t i g 反 应 a . 三苯基锣纂 盐的制备 在 1 o o m l三口瓶中装回流冷凝管， 加入6 克氯化节，1 2 .4 克三苯基麟和4 0 m l 氯仿， 装上带有干燥管的回流冷凝管，在水浴上回流 2 - 3小时，反应完后，旋出氯 仿，向烧瓶中加入 l o m l二甲苯，充分摇振混合，真空抽滤，用少量二甲苯洗涤晶 体，得1 4 克季 磷盐，产品为白色固体，熔点3 1 0 - 3 1 2 0c，真空干燥备用。 b . 2 一 甲 基一 2 - t基一 1 , 3 一 环戊二酮的w i tt i g 反应( n a o h做碱) 在 5 0 m l圆底烧瓶中，加入 4 .8 0 8克氯化节基三苯基书 游盐，1克化合物 8 ( 4 . 9 5 m m o l ) 和l o m l - . 氯甲烷， 在电磁搅拌下滴加6 .2 2 m l 5 0 % n a o h溶液， 约1 5 m i n 滴完，加完后，t l c跟踪，2 小时后反应结束，加入 i o m l水，以乙醚萃取五次， 水洗一次无水硫酸镁干燥、旋去溶剂得白色固体，层析分离 ( 展开剂:石油醚: 南开大李峨士研宪生毕业论文 乙酸乙a e = 8 : 1 , r f 0 . 5 0 , 0 .4 0 ,硫酸显色) 第一点 ( r f = 0 .5 0 ) 得 针状晶 体。 .6 8 8 克 ( 4 7 0/ a ) m .p . , h n m r ,i r同于化合物1 9 . 第二点 ( r f = 0 .4 0 ) 为无定形固 体0 . 0 8 5 克 ( 5 . 8 % ) m .p ， h n m r , i r同 于化合物2 0 . c . 2 ,2 - 二甲 基- 1 , 3 环戊二酮的w i tt i g 反应( n a o h做碱) 合成方法同b , 投料:0 .4 克化合物5 ( 3 . 1 7 5 m m o l ) , 3 . 0 8 4克氯化节基二苯基e 辫9 ( 7 .9 4 m m o l ) , 3 .9 9 m l 5 0 ol o n a 4 h溶液。 柱层析分离 ( 展开剂: 石油醚: 乙酸乙m = 5 : 1 , r f = 0 .3 0 ， 硫酸显色) 得无色晶体。 . 2 克 ( 2 9 % ) 同 化合物2 1 0 d . 2 一 甲 基一 2 - t基一 1 , 3 一 环戊二酮的w i t t i g 反应( b u l i 做碱) 在装有回流冷凝管，滴液漏斗，电磁搅拌的三口瓶中通氮气，同时烘干仪器， 保i1 i 格无水， 氮气正压下加入氯化节基三苯基磷 盐( 6 . 1 8 8 m m o l ) ， 注入 l o m l无 水苯， 滴加 4 . 1 2 5 m l . 1 .5 m 的b u l i 溶液( 在正已 烷中) ， 滴完后在 7 8 条件下 ( 液 氮冷却过的丙酮里) 滴加0 . 5 克化合物8 ( 2 .4 8 m m o l ) ( 溶于l o m l 苯中 ) , 5 分钟后t l c 监测反应完成， 加 1 o m l i o of o n h , c l溶液，乙 醚萃取三次， 水洗一次，无水硫酸 镁干燥，得黄色液体，柱层析分离 ( 展开剂;石油醚:乙醚=1 5 : 1 ,r f = 0 .5 ) 得无色 液体2 5 ( 9 0 毫克， 1 3 .2 % ) 三、 wi t t 啥h o r n e r 反应 a . 亚磷酸三乙酷的制备 5 o o m l三口 瓶上装回流冷凝管，滴液漏斗，电 动搅拌器，通氮气同时烘干仪 器， 氮气正 压 下加入2 3 .0 克无水乙 醇( 0 . 5 m o l) , 6 0 .5 克 新 蒸的n ,n 一 二甲 基苯胺( 0 . 5 m o l ) 和2 0 0 rn l 无水石油醚( 3 0 - 6 0 -c ) 。 在滴液漏斗 中 加入2 2 . 5 克 新蒸的 三氯 化磷和5 0 rn l 石油醚( 3 0 - 6 0 -c ) 。在激烈搅拌下将三氯化磷溶液加到三口 瓶中， 控制滴加速度， 使反应液保持微沸，必要时可以用冷水浴冷却。加毕，在三口瓶中有白色晶体析 出。继续激烈搅拌 3 0分钟，随后再搅拌回流 i小时，冷却至室温，过滤，用无水 石油醚洗涤沉淀物。 合并滤液和洗涤液， 蒸去石油醚， 再减压蒸馏， 收集沸程为5 7 - 5 8 0c 1 2 . 1 3 k p a 的产物2 0 .5 克，收率7 5 % b . 磷酸酉 旨 的制备 在装有回流冷凝器、 滴液漏斗和电磁搅拌的2 5 0 m l三口 瓶中，加入2 0 .0 克亚 磷 酸 三乙 酪 ( 0 , 1 2 m o l) , 然 后向 反 应瓶中 逐 滴滴 加2 0 .4克 澳 代乙 酸乙 酷 ( 0 . 1 2 m m o l) , 滴加过程中，反应液温度逐渐升高，当产生的滨乙烷开始回流时，控制滴加速度， 保持回流状态。滴加完毕，升温至 1 7 0 回流 9 小时，冷却至室温，减压蒸馏，收 集沸程为 1 0 9 - 1 1 0 0c / i 0 7 p a 的产物 1 6 .5 克， 收率7 0 %. c . 2 一 乙基- 2 - 烯丙基一 1 ,3 一 环戊二酮的w i t t i g - h o m e r 反应 在装有电磁搅拌、温度计、回流冷凝管和滴液漏斗的 i o o m l三口瓶中通氮气， 一巴一 一 一 一 绝 遭 二 鳖 里 鑫 盈 鳖 竺 竺 当 一困 一一， 同 时 烘 干 仪 器 ， 在 氮 气 正 压 下 ， 加 入。 4 8 1 克7 5 % 的n a h ( 1 5 .0 5 m m o