（有机化学专业论文）2取代13茚二酮的自由基反应研究.pdf

2 取代- l ，3 - ；lj - - 聃f n 曰田排版、m m r ，l 摘要 自由基反应具有反应条件温和、高的区域和立体选择性以及不影响 原料中众多的官能团等优点，是有机合成的重要方法，近年来受到学术 界的广泛重视。研究利用自由基引发的定向成环反应在天然产物及药物 合成方面有着广泛的应用前景。是当今有机合成的前沿研究领域之一，它 可以利用已有环状结构来定向构筑所需要的中环和大环，避免其他一些 不利的竞争反应。 本文在前人研究的基础上，首次开展了2 一取代1 ，3 一茚二酮增加三个 碳原子的自由基成环反应，以及2 苯基1 ，3 - 茚二酮的自由基成环反应 研究，并且提出了合理的反应机理。另外，初步探索了5 ，5 二甲基一1 ， 3 环己二酮的自由基反应。 关键词：自由基反应2 一取代1 ，3 - 茚二酮5 ，5 一二甲基1 ，3 环己 二酮成环反应 学生：张新帅 指导老师：邹建平 曾润生 2 ，取代- l ，3 - 茚二酮的自由幕反戍研究 a b s t r a c t r a d i c a lr e a c t i o ni sa ni m p o r t a n tt o o li no r g a n i cs y n t h e s i sb e c a u s eo fi t s m o d e r a t er e a c t i o nc o n d i t i o n ，g o o dr e g i o s e l e c t i v i t ya n ds t e r e o s e l e c t i v i t ya l o n g w i t hs i g n i f i c a n tf u n c t i o n a lg r o u pt o l e r a n c e i th a sa t t r a c t e dm a n yc h e m i s t s r e s e a r c hi n t e r e s t 。f r e er a d i c a l c y c l i z a t i o n r e a c t i o ni san e ws t r a t e g yt o c o n s t r u c tv a r i o u s t y p e s o fc y c l i c c o m p o u n d si n c l u d i n gb i o l o g i c a l l y a c t i v e n a t u r a lp r o d u c t sa n dp h a r m a c e u t i c a l s ，n o w a d a y s ，i ti so n eo ft h ei m p o r t a n t r e s e a r c hf i e l d so fo r g a n i cc h e m i s t r y f r e er a d i c a lc y c l i z a t i o nr e a c t i o n sa r e i m p o r t a n tt o o l si no r g a n i cs y n t h e s i s w h i c ht a k ea d v a n t a g eo fe x i s t i n gr i n g s t r u c t u r e sa n da v o i dt h eu n f a v o r a b l ef a c t o r sa s s o c i a t e dw i t ho t h e ra p p r o a c h e s i nt h ec o n s t r u c t i o no fm e d i u ma n d l a r g er i n g s i nt h i st h e s i s ，w ew a n tt od e s c r i b et h en e wf r e er a d i c a lc y c l i z a t i o n r e a c t i o n si n c r e a s i n gt h r e e - c a r b o no f2 - s u b s t i t u t e di n d a n 一1 ，3 一d i o n e s ，w h i c hi s t h ef i r s tr e p o r tb a s e do no u rk n o w l e d g e w eh a v ee x p l o r e dt h ef r e er a d i c a l c y c l i z a t i o nr e a c t i o n so f2 - p h e n y li n d a n - 1 ，3 一d i o n e i na d d i t i o n ，w eh a v ea l s o s t u d i e dt h er a d i c a lr e a c t i o n so f 5 , 5 一d i m e t h y l c y c l o h e x a n e 一1 ，3 一d i o n e k e y w o r d s ：r a d i c a lr e a c t i o n ，2 - s u b s t i t m e di n d a n 一1 ，3 一d i o n e ， 5 , 5 一d i m e t h y l c y c l o h e x a n e 一1 ，3 一d i o n e ，f r e e r a d i c a lc y c l i z a t i o nr e a c t i o n w r i t t e nb yx i n s h u a i z h a n g s u o e r v is e db y p r o f j i a n p i n gz o u n a n d r u n s b e n gz e n g y 6 4 5 7 17 苏州大学学位论文独创性声明及使用授权声明 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研 究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个 人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其它教 育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和 集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。 研究生签名：数堑灶日期：垫咝： 2o ( i ) ) 。晶体结构 出直接法解出，所有氢原子出理论计算后宣接加氢而得到，用全矩阵最小二乘法进行 各自异性温度因子修正，结构解析及修正程序为s h e l x t l 9 7 。最终偏差因子露= 0 0 3 7 4 ，斌= 0 0 9 1 6 。 结构通过单晶x 射线衍射分析表明其晶体属于单斜晶系，空间群p 2 n ，a = 9 2 5 1 9 ( 1 1 ) a ，b = 1 7 1 2 0 9 ( 1 9 ) a ，c = 1 0 7 1 2 2 ( 1 3 ) a ，= 1 0 0 0 0 8 ( 3 ) 。，z = 4 ，v = 1 6 7 1 。0 ( 3 ) a 3 ，d c = 1 8 6 5g c m l ，f _ ( 0 0 0 ) = 9 0 4 。 图1 为分子结构图，图2 为晶胞堆积图，表6 为主要键长值，表7 为主要键角值。 由表6 可知，o ( 2 ) ( 5 ) 和0 ( 1 ) c ( 2 ) 的键长分别为1 2 1 3 ( 4 ) a 和1 2 1 4 ( 4 ) a ，属于 c = o 双键。c 0 ) - c ( 2 ) c ( 5 ，( 平面i ) 、c ( 2 ) 一c ( 3 ) - c ( 6 ) - c ( 7 ) - c ( s ) - c ( 9 ) - c ( 4 ) - c ( 5 ) ( 平面 i i ) 和c ( 1 0 ) c ( 1 1 ) 一c ( 1 2 ) - c ( 1 3 ) - c ( 1 4 ) - c ( 1 5 ) ( 平面i i i ) 分别构成三个平面，其中平面 i 和平面i i i 之间的二面角为5 7 6 4 。，平面i 和平面i i 之间的二面角为1 4 0 4 。值 得一提的是，原子c ( 1 ) 与平面i i 不在同一个平面内，而是远离平面i l 。另外，从图 l 中可以直观地看出，化合物2 d 的两个羰基具有一定的对称性，因此在其碳谱中， 仅在6 2 0 1 ，1 有一个峰。 f i g1 t h em o l e c u l a r s t r u c t u r eo f2 d f i g2 ，p a c k i n gd i a g r a m o f2 d ! ：坠! ! ：! ：! ：塑= 塑塑! 空苎垦生鲨塞 竺墨! ! 堡 b o n dd i s t b o n dd i s t b o n d d i s t 【( 1 ) 一c ( 1 8 ) 2 1 5 3 ( 4 )c ( 4 ) - c ( 5 ) 4 7 4 ( 5 )c ( 1 ) _ c ( i o ) i 5 3 0 ( 5 ) b r ( 1 ) - c ( 1 3 ) 1 8 9 8 ( 4 )c ( 3 ) c ( 2 )1 4 8 2 ( 5 )c ( 1 ) 一c ( 1 6 ) 1 5 3 6 ( 5 ) o ( 2 ) - c ( 5 )1 2 t 3 ( 4 )c ( 2 ) - c ( i )1 5 4 8 ( 5 ) c ( 1 ) 一c ( 5 )1 5 4 0 ( 5 ) o ( 1 ) - c ( 2 )1 ，2 1 4 ( 4 ) a n g l e( 。)a n g l e( 。)a n g l e( 。) c ( 9 ) 一c ( 4 ) - c ( 5 )1 2 8 ，7 ( 3 )c ( 1 0 ) 一c o ) c ( 5 ) l1 0 ，1 ( 3 )c ( 1 4 ) 一c 0 3 ) 一b r o )1 2 0 2 ( 3 ) c ( 3 ) 一c ( 4 ) - c ( 5 )1 0 9 8 ( 3 )c ( 1 6 ) 一c ( 1 ) - c ( 5 )1 0 8 6 ( 3 )c 【1 2 ) - c ( 1 3 ) 一b r ( 1 ) i1 9 6 ( 3 ) c ( 6 ) 一c ( 3 ) - c ( 2 )1 3 0 o ( 3 )c ( 1 0 ) - c o ) - c ( 2 ) 11 0 4 ( 3 ) c ( 1 7 ) c ( 1 6 ) - c ( 1 ) 11 5 9 ( 3 ) c ( 4 ) c ( 3 ) 一c ( 2 ) 10 9 6 ( 3 ) c ( 1 6 ) - c ( 1 ) c ( 2 ) 11 4 1 ( 3 ) c ( 1 8 ) - c ( 1 7 ) 一c ( 1 6 ) 11 2 9 ( 3 ) o ( i ) - c ( 2 ) c ( 3 )1 2 5 3 ( 3 )c ( 5 ) - c ( 1 ) - c ( 2 )1 0 t 2 ( 3 )c ( 1 7 ) - c ( 1 8 ) 1 ( t 11 2 ( 3 1 0 0 ) c ( 2 ) - c ( i )1 2 6 2 ( 3 )0 ( 2 ) - c ( 5 ) - c ( 4 )1 2 5 8 ( 3 ) i ( 1 ) c ( 1 8 ) - h ( 1 8o ) 1 0 9 4 c ( 3 ) 一c ( 2 ) - c ( 1 )1 0 8 5 ( 3 )o ( 2 ) 一c ( 5 ) - c ( 1 )1 2 5 2 ( 3 )l ( 1 ) - c ( 1 8 ) - h ( 1 81 3 ) 1 0 9 4 c ( 1 0 ) c ( 1 ) 一c ( 1 6 ) 1 11 9 ( 3 ) c ( 4 ) - c ( 5 ) 一c ( 1 )1 0 9 1 ( 3 ) 2 、化合物3 的结构鉴定 化合物3 的结构通过红外光谱、核磁共振光谱和质谱得到了证实。以3 b 为例： 3 b 的红外光谱中在1 6 9 9c m 。处出现一个强吸收峰，表明化合物3 b 中存在一个羰基： 3 b 的氢谱中67 4 3 7 1 9 ( m ，9 h ) 为两个苯环上的氢、64 0 9 - 4 0 6n2 h ，j = 5 8h z ) 为一o q 璺c h a c h 2 1 上的质子、63 1 7 - 3 1 4 ( t 2 h ，j = 6 8h z ) 为- - o c h 2 c h 2 q 璺i 上的质子、62 0 9 2 0 4 ( m ，2 h ) 为- - o c h 2 c 量至2 c h 2 i 上的质子；3 b 的碳谱中6 1 9 4 8 为一个羰基碳、81 4 0 7 ，1 3 3 1 ，1 3 2 2 ，1 3 1 5 ，1 3 1 1 ，1 3 0 4 ，1 2 8 5 ，1 2 8 1 ，1 2 2 0 ， 1 1 9 3 为芳基碳、61 7 1 4 为和氧原子直接相连的烯碳、61 1 2 8 为和取代苯基直接相连 的烯碳、67 2 7 ，3 3 4 ，1 5 7 为三个兰卫2 ( - - o c h 如c h 连h 2 i ) ，其中61 5 7 为- _ c h 2 i 的 碳；3 b 的质谱中出现了分子离子峰删23 9 0 ，同时出现了相应的m z2 2 1 ( m + - c 3 1 1 6 i ) 的碎片峰。 3 、化合物4 的结构鉴定 2 一取代，i ，3 - 却一酮的自由皋反应研究 结果j 讨论 4 b 化合物4 的结构通过红外光谱、核磁共振光谱和质谱得到了证实。以4 b 为例： 4 b 的红外光谱中在1 6 9 2c m 。1 处出现一个强吸收峰，表明化合物4 b 中存在一个羰基： 4 b 的氢谱中67 8 1 7 1 1 ( m ，9 h ) 为两个苯环上的质子、62 5 8 2 5 3 ( 1 1 1 ，1 h ) 、6 2 4 6 - 2 3 8 ( m ，1 h ) 、62 2 9 2 1 4 ( m ，2 h ) 、61 8 3 1 7 8 ( m ，1 h ) 、61 2 1 - 1 1 1 ( m ，1 h ) 都为新生成的五元环上的质子( 即c i 、c 2 、c 3 上的质子) 、61 8 6 ( s ，l h ，o h ) 为羟 基氢，浚氢可被重水交换而消失：4 b 的碳谱中62 0 7 8 为一个羰基碳、61 5 8 1 ，1 3 8 8 ， 1 3 6 9 ，1 3 6 7 ，1 2 9 7 ，1 2 9 2 ，1 2 8 3 ，1 2 7 8 ，1 2 5 3 ，1 2 3 4 为芳基碳、68 7 6 ( 与o h 相连) 和 6 9 8 为两个五元环的接合处碳( c 4 、c 5 ) 、64 3 3 ，3 6 4 ，2 3 3 为新生成的五元环中的三 个c h 2 ( c 1 、c 2 、c 3 ) ； 其d e p t 图谱进一步表明68 7 6 和6 9 8 为两个五元环接合 处的季碳( c 4 、c 5 ) ，由此进一步确证了其结构；4 b 的质谱中出现了分子离子峰m z 2 6 4 。考虑到该自由基前体化合物2 b 的3 碘丙基支链发生环化，形成五元并环，造 成环上的偶合裂分更为复杂，因此我们做了h m b c 、h m q c 等一系列二维谱，使每 个碳原子及氢原子得到了正确的归属。 分子中各个碳与氢的化学位移归属为：63 6 4 为c i 、64 3 3 为c 2 、62 3 3 为c 3 、 6 8 7 6 为c 4 、6 6 9 8 为c s 、6 2 0 7 8 为c 6 、6 1 3 6 9 为c 7 、6 1 5 8 1 为c 8 、6 1 3 8 8 为 c 9 、81 3 6 7 ，1 2 9 7 ，1 2 5 3 ，1 2 3 4 为苯环a 上除c 7 和c 8 以外的四个碳、81 2 9 2 ，1 2 8 3 ， 1 2 7 8 为苯环b 上的除c 9 以外的碳；62 5 8 2 5 3 ( i l l ，i r ) 、62 4 6 2 3 8 ( m ，i n ) 为与 c l 直接相连的h i 。、h i b ； 62 2 9 2 1 4 ( i n ，2 h ) 为与c 2 直接相连的h 孙h 2 p ；8 1 8 3 1 7 8 ( m ，l h ) 、61 2 1 1 1 1 ( m ，i h ) 为与g 直接相连的h 3 。、h 3 p 。 另外，我们培养了化合物4 b 的单晶，进一步确证了其结构，其x 一射线衍射实 验与晶体数据分析如下： 选取大小为0 3 1m m x 0 3 0m m x0 2 4m m 的化合物4 b 的单晶，在1 9 3 2k 下 用r i g u k uc c d 型衍射仪进行衍射实验，用m o k n ( x = 0 7 1 0 7 0 a ) 辐射和扫描方 1 3 三璺垡兰- 三塑三堡塑旦旦坐堕坐! 堕 箜墨! ! 堂堡 式收集衍射数据。在3 0 9 。目2 7 4 8 。范围内收集了1 4 8 7 2 个衍射点，其中独立衍 射点3 0 3 8 个 r ( i n t ) = 0 0 2 7 0 ，可观察衍射点为2 9 0 0 个( f 0 2o ( i ) ) 。晶体结构由 直接法解出，所有氢原子由理论计算后直接加氢而得到，用全矩阵最小二乘法进行各 自异性温度因子修正，结构解析及修正程序为s h e l x t l 9 7 。最终偏差因子r ： 0 0 3 8 5 ，斌= 0 0 8 8 4 。 结构通过单晶x 一射线衍射分析表明其晶体属于正交晶系，空问群p 2 1 2 1 2 l 。晶胞 参数a = 7 2 5 9 4 ( 6 ) a ，b = 1 1 5 9 9 8 ( 1 0 ) a ，c = 1 5 7 5 4 1 ( 1 3 ) a ，口= 9 0 。，= 9 0 。，y = 9 0 。， z = 4 ，v = 1 3 2 6 6 1 ( 1 9 ) a 3 ，d c = 1 3 2 3g c m 3 ，p ( m o k o o = 0 0 8 5 m m 。1 ，f ( 0 0 0 ) ：5 6 0 。 f i g 3 t h em o l e c u l a rs t r u c t u r eo f4 b f i g4 p a c k i n gd i a g r a m o f4 b b o n dd i s t b o n dd i s lb o n dd i s t o ( i ) - c ( 4 )1 4 1 5 7 ( 1 7 )c ( 1 ) - c ( 5 )1 5 3 5 ( 2 )c ( 4 ) - c ( 5 )1 5 8 7 ( 2 ) o ( 1 ) - h ( 1 1 0 8 4 0 0 c ( 2 ) - c ( 3 )i 5 2 0 ( 2 )c ( 5 ) 一c ( 1 2 )1 5 4 1 6 ( 1 9 ) o ( 2 ) - c ( 1 2 ) 1 2 2 1 2 ( 1 7 )c ( 3 ) - c ( 4 )1 5 4 8 ( 2 ) c ( 11 ) - c ( 1 2 ) 1 4 7 0 0 ( 1 9 ) c ( 1 ) c ( 2 )1 5 2 7 ( 2 )c ( 4 ) - c ( 6 )i 5 1 6 ( 2 ) 1 l - 2 取代- i ，3 - 茚二酮的自由摹反府研究结果j 讨论 a n g l e( 。)a n g l e( 。)a n g l e( 。) c ( 4 ) - o ( i ) - h ( 1 ) 1 0 9 50 ( 1 ) - c ( 4 ) - c ( 5 ) 1 1 6 2 8 ( 11 )c ( 1 2 ) - c ( 5 ) 一c ( 4 ) t 0 3 2 6 ( 11 ) c ( 2 ) - c ( 1 ) - c ( 5 ) 1 0 3 0 1 ( 1 2 )c ( 6 ) - c ( 4 ) 一c ( 5 )1 0 4 3 4 ( 11 )c ( 7 ) c ( 6 ) - c ( 4 )1 2 8 4 6 ( 1 3 ) c ( 3 ) - c ( 2 ) - c ( 1 ) 1 0 1 8 5 ( 1 2 )c ( 3 ) c ( 4 ) - c ( 5 )1 0 3 6 9 ( 11 ) c ( 11 ) - c ( 6 ) 一c ( 4 ) 111 6 4 ( 1 2 ) c ( 2 ) c ( 3 ) - c ( 4 )1 0 6 3 0 0 2 )c ( 1 3 ) - c ( 5 ) - c ( i ) i1 6 o o ( 1 2 ) c ( 6 ) 一c ( 11 ) - c ( 1 2 ) 1 0 9 。8 0 ( i 2 ) 0 ( 1 ) c ( 4 ) - c ( 6 ) lt 3 0 5 ( 1 2 ) c ( 1 ) - c ( 5 ) - c ( 1 2 ) 1 0 9 1 7 ( 11 )c ( 1 0 ) - c ( 11 ) - c ( 1 2 ) 1 2 8 。4 9 ( 1 3 ) o ( 1 ) c ( 4 ) 一c ( 3 ) 1 0 6 6 8 ( 1 2 ) c ( 1 3 ) - c ( 5 ) 一c ( 4 ) 11 5 3 9 ( 11 )o ( 2 ) 一c ( 1 2 ) c ( 11 ) 1 2 6 4 3 ( 13 ) c ( 6 ) - c ( 4 ) 一c ( 3 ) 11 2 5 8 ( 1 2 ) c ( 1 ) - c ( 5 ) 一c ( 4 )1 0 5 0 l ( 11 ) o ( 2 ) 一c ( 1 2 ) - c ( 5 )1 2 4 6 4 ( 1 3 ) 图3 为分子结构图，图4 为晶胞堆积图表8 为主要键长值，表9 为主要键角值。 由表8 可知，o ( 2 ) c ( 1 2 ) 的键长为1 2 2 1 2 ( 1 7 ) a ，属于c = o 双键。由于分子中存在 羟基，从图4 中可以直观地看出，o ( 1 ) - h ( 1 ) o ( 2 ) 之间存在氢键。 4 、化合物5 的结构鉴定 化合物5 的结构鉴定过程如下：以5 b 为例，首先我们根据其6 9 i - 光谱、核磁共 振光谱和质谱，并与化合物4 b 的谱图数据对比，初步确定其结构为( i ) 或( i i ) ，但 对这个结构仍有疑惑，从理论上讲，反应应该朝着生成更加稳定的化合物7 y r a 进行， 但四元和六元并环不能稳定存在，因此我们最终通过x - r a y 确证了其结构为( i i i ) ，并 在氢谱、碳谱中对各个氢、碳进行了归属。5 b 的氢谱中6 7 7 0 - - 6 2 9 ( m ，9 n ) 为两个 苯环上的氢、63 6 1 3 5 6 ( m ，1 h ) 、63 0 1 - 2 9 9 ( m ，l i d 、62 2 8 2 2 2 ( m ，3 h ) 、6 1 9 4 1 8 9 佃。1 h ) 、51 6 0 1 。4 9 ( m ，1 h ) 为新生成的五元环上的质子( 即c 1 、c 2 、 c 3 上的氢) ，且通过重水交换证明在62 2 8 - 2 2 2 ( m ，3 h ) 中有一个氢是羟基氢。5 b 的碳谱及d e p t 谱表明62 0 7 4 为一个羰基碳、61 5 4 4 ，1 3 9 1 ，1 3 8 0 ，1 3 4 t 9 ，1 2 9 8 ， 1 2 9 0 ，1 2 8 4 ，1 2 7 6 ，1 2 7 1 ，1 2 2 8 为芳基碳、6s 8 5 为和羟基直接相连的季碳( c 1 ) 、6 6 1 7 ，5 7 3 为两个叔碳( c 3 、c s ) 、62 9 8 ，2 8 1 为两个c h 2 ( c 卜c 2 ) 。 o o h ( i i ) o o h ( i i i ) o h i 2 p h 嘞 ! 二! 燮：! ：! ：型兰型塑! 虫苎墨生堕壅 丛墨11 堕堡 另外，我们培养了化台物5 b 的单晶，确证了其结构如( i i i ) 所示，其x 射线衍 射实验与晶体数据分析如下： 选取大小为0 4 5m m x0 3 5m mxo 1 0m m 的化合物5 b 的单晶，在1 9 3 2 k 下 用r i g u k uc c d 型衍射仪进行衍射实验，用m o k 。( x = 0 7 1 0 7 0 a ) 辐射和( i ) 扫描方 式收集衍射数据。在3 1 4 。p 2 7 4 8 。范围内收集了1 4 7 9 6 个衍射点，其中独立衍 射点3 0 9 7 个 r ( i n t ) = o 0 4 8 3 ，可观察衍射点为2 8 0 4 个( f o 2 。( i ) ) 。晶体结构由 直接法解出，所有氢原子由理论计算后直接加氢而得到，用全矩阵最小二乘法进行各 自异性温度因子修f ，结构解析及修正程序为s h e l x t l 9 7 。最终偏差因子r = 0 0 4 8 3 ，c a r = 0 0 3 5 8 。 结构通过单晶x 射线衍射分析表明其晶体属于单斜晶系，空间群p 2 c ，a = 9 9 4 7 ( 3 ) a ，b = 1 0 3 3 6 ( 3 ) a ，c = 1 3 2 3 9 ( 4 ) a ，尸= 9 5 5 6 5 1 6 ) 。，z = 4 ，v = 1 3 5 4 7 ( 7 ) a 3 ， d e = 1 2 9 6g c m 3 ，“( m o k e t ) = 0 0 8 3 m m 。1 ，f o o o ) ：5 6 0 。 一。： f i g 5 t h em o l e c u l a rs t r u c t u r eo f5 b f i g6 p a c k i n gd i a g r a m o f5 b b o n dd i s t b o n dd i s lb o n dd i s t o ( 1 ) - c ( 4 )1 4 2 5 ( 2 )c 0 ) - c ( 5 )i 5 3 9 ( 3 )c ( 4 ) - c ( 6 )1 5 2 3 ( 3 ) o r o - h ( i ) 0 8 4 0 0 c ( 2 ) - c ( 3 )1 5 2 9 ( 3 )c ( 4 ) 一c ( 5 )1 5 6 3 ( 3 ) 0 ( 2 ) 4 2 ( 1 2 )1 2 1 9 ( 2 )c ( 3 ) - c ( 1 3 ) 1 5 1t ( 3 ) c ( 5 ) - c 0 2 )1 5 1 8 ( 3 ) c o ) - c ( 2 ) 1 5 2 9 ( 3 )c ( 3 ) 一c ( 4 )1 5 5 5 ( 3 )c ( 1o - c ( 1 2 )1 4 7 0 ( 3 ) 1 6 ! ：坠垡：! ：! ：型堕皇虫苎垦! 兰竺! !堑墨! 堕量 a n g l e( 6 )a n g | e t 4 )a n g l et 。) c ( 4 ) - o ( 1 ) - h ( i ) 1 0 9 5 0 ( 1 ) 一c ( 4 ) 一c ( 3 ) t 0 7 5 8 ( 1 5 ) c ( i ) 一c ( 5 ) - c ( 4 )1 0 7 1 2 ( 1 6 ) c ( 2 ) 一c ( 1 ) - c ( 5 )1 0 3 6 5 ( 1 6 ) c ( 6 ) c ( 4 ) 一c ( 3 ) 116 9 2 ( 15 ) c ( 1 1 ) 一c ( 6 ) - c ( 4 )1 1 1 9 8 ( 1 6 ) c ( i ) 一c ( 2 ) - c ( 3 )1 0 3 1 5 ( 1 7 ) o ( 1 ) c ( 4 ) - c ( 5 ) 11 4 5 7 ( 1 6 ) c ( 6 ) - c ( 1i ) 一c ( 1 2 ) 1 0 9 7 1 ( 1 6 ) c ( 1 3 ) 一c ( 3 ) c ( 2 ) 11 7 ，0 0 ( 1 7 ) c t 6 ) 一c ( 4 ) 一c ( 5 ) 1 0 36 6 ( 1 5 ) d ( 2 ) 一c ( 1 2 ) 一c f l1 )1 2 6 8 9 0 窟) c ( i 3 ) - c ( 3 ) 一c ( 4 ) 1 1 6 2 7 ( 1 5 )c ( 3 ) - c ( 4 ) - c ( 5 ，1 0 4 0 7 ( 1 5 ) o ( 2 ) - c ( 1 2 ) - c ( s )1 2 4 6 3 ( 1 8 ) c ( 2 ) 一c ( 3 ) - c ( 4 ) 1 0 4 2 7 ( 15 )c ( 1 2 ) - c ( 5 ) - c ( i ) i i1 8 2 ( 1 7 ) c ( i1 ) 一c ( i 2 ) c ( 5 ) 1 0 84 6 ( 1 6 ) o ( 1 ) 一c ( 4 ) 一c ( 6 ) 11 0 1 4 ( 1 5 ) c ( 1 2 ) - c ( 5 ) 一c ( 4 11 0 5 9 2 ( 1 5 ) t a b l e1 2t h ed i h e d r a la n g l e so ft h ep l a n e s o ) p l a n ep l a n e a n g k 1 ， p l a n ep l a n e a n g t e ( 1 ， p l a n ep l a n e a g l e ( 。) ii i4 l ，2 1 4 ii i i9 6 7 1 9 li v3 9 4 2 4 i ii i i5 5 5 1 6 i li v7 9 7 l l i l li v1 3 3 8 8 3 图5 为分子结构图，图6 为晶胞堆积图。表1 0 为主要键长值，裹1 l 为主要键角 值，表1 2 为平面之间的二面角值。由表1 0 可知，o ( 2 ) - c ( 1 2 ) 的键长为1 2 1 9 ( 2 ) a ， 属于c = o 双键。分子中c ( i ) c ( 2 ) - c ( 3 ) 构成了平面i c ( 1 ) - c o ) 一c o ) - c ( 5 ) 构成了 平面i i ，c ( 4 ) ，c ( s ) c ( 1 2 ) c ( 1 1 ) 一c ( 6 ) 构成的平面与c ( 6 ) 一c ( 7 ) - c ( s ) - c ( 叻- c ( 1 0 ) 一c ( 1 1 ) 构成的平面完全共平面( 平面i l i ) ，c ( 1 3 ) - c ( 1 4 ) - c ( 1 5 ) - c ( 1 6 ) - c ( 1 7 ) 一c ( 1 s ) 构成了平 面l v 。从表1 2 可以看出，乎亟i 和平面i 【i 接近垂直关系( 两面角为9 6 7 1 9 。) 另 外，从图5 中可以直观地看出，在c o ) c ( s ) - c ( 1 2 ) c 0 1 ) - c ( 6 ) 确定的平面i i i 与平 面i i 接合处，c ( 4 ) o ( 1 ) 键和c ( 5 ) h 键处在环的同一例。 2 1 3 生成化台物4 和5 可能的反应机理 根据以上结果可以为化合物4 和5 提出如下的反应机理( s c h e m e1 9 ) 。 s c h e m e1 9 b u 3 s n p h c h 2 ) 3 礤 2 - 取代一i ，3 - 茚一酮的自由基反脚j | i ) f 究结果。j 讨论 b u 3 s n h o ) ( b ) 4 a 一4 d o 【b 】 o o o o d i c k m a n n 缩合 o h 4 a - 4 d o 5 a - s d 反应分成三步进行：首先支链上的自由基进攻羰基形成五元并环过渡态【a l ；之 后分别按照两种可能路线( a ) 和( b ) 进行。路线( a ) 即直接夺氢得到自由基成环 产物4 ；路线b ) 则是先开环，形成扩环产物中间体啦! ：但是反应并没有终止在【b 1 夺氢猝灭自由基阶段，而是进一步按照( c ) 和( d ) 两种不同的方式发生d i c k m a n n 缩合，从而得到自由基成环产物4 和5 。由于化合物4 可以通过两种途径得到，而化 合物s 仅能通过路线( b ) 的方式得到，因此4 较5 的产率高。( 4 b 的柱层析分离产 率为3 2 1 ，5 b 的柱层析分离产率仅为9 8 ) 。 对于2 取代1 ，3 一茚二酮增加三个碳原子的自由基反应预计的是扩环产物 r s c h e m e2 0 ) ，然而实际得到的是化合物4 和5 。 2 - 取代- l ，3 - 茚一削的白山牡反腑研究 结果l _ 训论 s c h e m e2 0 p h 8 u 3 s n ( c h 2 ) 3 1 。- - - - 一 p h ( c h 2 ) 3 o n 眦s 。h l j j o h 预计扩环产物 我们认为，在反应体系中应该有预计的扩环产物生成，但其不是主产物，产率 偏低，没能分离出该化合物。 另外，当苯基邻位有溴原子取代时，主要得到氧烷基化产物，我们尝试其氧烷基 化产物发生自由基反应的情况，希望能得到自由基加成成环产物( s c h e m e2 1 ) ，但 是我们无法通过一般的分离手段拿到其主产物，这部分工作还有待进一步研究。 s c h e m e2 l b u 3 s n h a i b n 预计自由基加成产物 由化合物1 制备2 和3 的过程中，我们发现由于碳烷基化产物2 和氧烷基化产 物3 的结构很类似，极性相差不大，对分离造成了很大的困难，从而导致柱层析分 离产率较低( h p l c 产率较好) 。尤其是2 一甲基1 ，3 茚二酮( 1 a ) ，由于甲基取代基较 小，其碳烷基化产物2 a 和氧烷基化产物3 a 的结构非常相似：在分离4 和5 的过程 中，由于4 和5 极性相差亦不大，分离也很困难。鉴于以上i h l 题，我们探索了割板 分离技术，最后解决了分离上的困难。 2 - 取代- i ，3 - 卦二酮的自由皋反心研究 结果。，讨论 当苯基邻位有b r 原子取代时，由于对发生碳烷基化有较大的位阻，所以意外发 现主要得到氧烷基化产物，而没能分离到碳烷基化产物。当2 - 对二甲氨基苯基1 ，3 、 茚二酮( 1 f ) 发生烷基化时，我们没能分离到烷基化产物，推测可能是由于底物中有 氮原子，在发生烷基化的同时，亦消耗l ，3 - 二碘丙烷生成季铵赫的缘故。 2 2 2 一苯基一1 ，3 一茚二酮( 1 b ) 的自由基成环反应 2 2 1 化合物6 9 的合成 化合物l b 与x ( c h 2 ) 。x 反应生成碳烷基化产物6 和氧烷基化产物7 。当n = 2 时， 化合物6 a 不能发生自由基反应；当n = 4 时，化合物6 b 经自由基反应生成化合物8 b 和9 b ：当n = 6 时，化合物6 c 经自由基反应生成化合物8 c ( s c h e m e2 2 ) ，实验结果见 t a b l e1 3 1 5 。 s c h e m e2 2 h o ( c h 2 ) s o h + k i 一i ( c h 2 ) s l h 3 p o 4 x ( c h z ) 。x k 2 c 0 3 b u 4 n b r 1 b6 a - 6 c 7 a 一7 c a ，= 2 ，x = b r ；b ，n = 4 ，x = i ；c ，n = 6 x = i h 2 ) 4 b u 3 s n h a i b n 竺竺! x br a i b n 8 b p h c h 2 ) a c h 3 o 9 b 2 一取代一1 3 - 茚二酮的自由罐反m 研究 结果j 1 0 论 b u 3 s n h - - - - - - - - - - - - - 一 h 2 ) 6 1 a i b n t a b l e1 3 化合物6 a 6 c 的熔点、状态和产率 l 化合物 nx m p ( 。c ) 颜色和状态 产率( ) 6 a2b i t 8 0 8 2白色固体 3 4 3 l6 b 4i 8 7 9 0淡黄色固体 4 8 3 l6 c6i4 0 4 2 淡黄色固体 4 5 7 t a b l e1 4 化合物7 a 一7 c 的熔点、状态和产率 化合物 nx m p ( )颜色和状态产率( ) 7 a2b r7 0 7 2桔黄色固体1 0 5 7 c6i 4 0 4 2红色固体 7 9 t a b l e1 5 化合物8 b l 8 c 的熔点、状态和产率 化合物 nx m p ( ) 颜色和状态产率( ) 8 b4i2 9 3 1淡黄色固体 5 3 5 8 c6i 淡黄色油状物 6 8 3 2 2 2 化合物6 - + 9 的结构鉴定 + 1 、化合物6 的结构鉴定 化合物6 的结构通过红外光谱、核磁共振光谱和质谱得到了证实。以6 c 为例： 6 c 的红外光谱中在1 7 3 6 及1 7 0 5c m 1 出现两个强吸收峰，表明化合物6 c 中存在两个 羰基：6 c 的氢谱中68 0 4 7 2 2 ( m ，9 h ) 为两个苯环上的质子、63 1 2 3 0 9 ( t ，2 h ，j 5 6 8h z l 为- - c h 2 c h 2 c h 2 c h z c h 2 c h _ 2 i 上的质子、62 2 8 , - - 2 2 4 ，4 3 7 “，3 4 ( t 2 h ，c h 2 。l ，= 5 8h z ) 。3 5 2 ，3 4 9 ( t ，2 h ，c h 2 ，j = 5 8h z ) 1 3 c n m r ( c d c i s ) ：61 9 4 7 ，1 7 1 1 ，1 4 0 6 ，1 3 3 3 ，1 3 2 0 ，1 3 1 1 ，1 3 1 0 ，1 3 0 4 ，1 2 8 7 1 2 8 3 ， 1 2 2 1 ，1 1 9 6 ，1 1 3 0 ，7 2 3 ，2 9 6 h r m s ( m + ) ：m z ( ，e l e m e n t a lc o m p o s i t i o n ) ，c a l c d f o r c 1 7 h l j o z 8 1 b r3 3 0 0 0 7 8 ；f o u n d3 3 0 0 0 6 7 ( 4 0 6 8 - c 1 7 h 1 3 0 2 s 1 b r ) ；c a l c d f o r c 1 7 h l j 0 2 7 9 b r ( m + ) 3 2 8 0 0 9 9 ；f o u n d3 2 8 0 0 8 0 ( 4 7 0 5 ，c 1 7 h 0 2 7 9 b r ) ，2 4 9 0 8 6 6 ( i s 2 6 ， m + b r ) ，2 2 1 ，0 6 2 7 ( 1 0 0 0 0 ，m + c 2 h 4 b r ) 化台物7 c ： i r ( k b r ) ：v1 6 8 1 ( c = o ) c m 一 1 hn m r ( c d c i s ) ：67 4 9 7 ，2 9 ( m ，9 h ，c 6 h 4 ， c h s ) ，4 0 9 4 0 6 ( t ，2 h ，c h 2 。j = 6 2 h z ) ，3 1 6 0 1 3 ( t ，2 h ，c h 2 ，j = 7 0 h z ) ，1 7 9 1 7 4 ( m ，2 h ，c h 2 ) ，1 6 7 1 6 4 ( m ，2 h ，c h 2 ) ，1 3 5 1 3 4 ( m ，4 h ，2 x c h 2 ) 1 3 cn m r ( c d c i s ) ： 51 9 4 9 ，1 7 1 9 ，1 4 0 9 ，1 3 3 0 ，1 3 2 3 ，1 3 1 8 ，1 3 1 0 ，1 3 0 ，3 ，1 2 8 4 ，1 2 7 9 ，1 2 1 7 ，1 1 9 4 ，11 2 3 ， 7 3 3 ，3 3 ，6 ，3 0 4 。2 9 7 ，2 5 0 ，7 。3 2 h r m s ( m + ) ：m z ( ，e l e m e n t a lc o m p o s i t i o n ) ，e a l e d 一】8 ! ：坚垡：! ：! ：堑三塑堕皇宴墨垦壅堡壅 壅墼 f o rg l h z l 0 2 i4 3 2 0 5 8 6 ；f o u n d4 3 2 0 5 4 7 ( 7 7 9 6 ，c 2 l 玛1 0 2 i ) ，2 2 1 0 6 4 6 ( 2 s 9 6 ，时 c 6 h , , i ) 3 、化合物8 b 8 c 和9 b 的合成 在5 0 m l 干燥的三颈烧瓶中，依次加入化合物6 a - 6 c ( o 3 1r e t 0 0 1 ) ，a i b n 3 0 0 0 m g ，o 1 8m m 0 1 ) ，三丁基氢化锡( 1 9 9 8 0m g ，o 6