（有机化学专业论文）环丁烯酮类化合物合成及其应用研究.pdf

a ! 气已g v ，。 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已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。 学位论文作者签名：憋日期： 砷硒、1 - ? 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) 学位论文作者签名危丝凫导教师签名：叁圣蕉 日。期：二z 7 日 期：z 矿z 汐f 7 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 电话： 邮编： 摘要 作为一种在有机合成中非常有用的合成子，0 t 羰基二硫缩烯酮类化合物由于烷硫基 强的推电子作用及羰基的拉电子作用赋予了该类化合物化学反应的多样性，即能与亲电 试剂反应又可以和亲核试剂反应，因此广泛的应用于各种有机化合物以及重要天然产物 的合成。 在0 【羰基二硫缩烯酮化学研究领域中，人们对0 l 乙酰基二硫缩烯酮类化合物的性质 以及在有机合成中的应用进行了深入而广泛的研究。然而人们对0 c 丙酰基二硫缩烯酮类 化合物的性质和应用的研究却非常少。我们研究小组多年来一直从事0 【羰基二硫缩烯酮 化学研究，利用不同的0 t 羰基二硫缩烯酮化学结构特征，通过多种合成策略对制备六元 碳杂环反应进行了深入研究。最近，我们又利用0 l 烯酰基二硫缩烯酮的结构特点，通过 n a z a r o v 反应合成了五元碳环化合物。本论文正是在上述实验结果以及深入分析0 【丙酰 基二硫缩烯酮类化合物的空间结构的基础上，以发展新基元合成反应和合成新方法为目 标，利用在碱性条件下0 【丙酰基二硫缩烯酮进行分子内成环反应，建立一种简单有效的 合成环丁烯酮四元碳环的新方法。论文工作主要包括以下三个方面的内容： 1 创建了一种以伍丙酰基二硫缩烯酮为底物，在碱性条件下合成环丁烯酮类化合 物的简单有效的新方法。 2 研究了在p t s a 催化作用下环丁烯酮类化合物的开环反应，合成了一系列喹啉 酮类化合物。 3 用p o c l 3 作催化剂，研究了环丁烯酮类化合物制备六元环内酯类化合物的反应。 本文合成了十六种没有报道过的化合物，对这十六种化合物进行了1 hn m r 和1 3 c 保等表征确证。 。 关键词：0 t 丙酰基二硫缩烯酮；环丁烯酮；多取代喹啉酮；多取代内酯 a b s t r a c t 仅o x ok e t e n e d i t h i o a c e t a l sa r ee m e r g i m ga sak i n do fi m p o r t a n ti n t e r m e d i a t e si no r g a n i c s y n t h e s i s d u et ot h ep u s h p u l li n t e r a c t i o nb e t w e e nt h ee l e c t r o nd o n a t i n gt w oa l k y l t h i og r o u p s a n dt h ee l e c t r o nw i t h d r a w i n gg r o u p ，o r , - o x ok e t e n e d i t h i o a c e t a l sc a nr e a c tw i t hv a r i o u s e l e c t r o p h i l i cr e a g e n t sa n dn u c l e o p h i l i cr e a g e n ta n dh a v eb e e nw i d e l ya p p l i e di nt h es y n t h e s i s o fo r g a n i cc o m p o u n d sa sw e l la si m p o r t a n tn a t u r a lp r o d u c t i nt h ef i e l d so f0 【- o x ok e t e n e d i t h i o a c e t a l sc h e m i s t r y ，t h ep r o p e r t i e sa n da p p l i c a t i o n so f a - a e e t y l - k e t e n e - s , s - a c e t a l s i n o r g a n i cs y n t h e s i s h a v e b e e n d e e p l y a n d e x t e n s i v e l y i n v e s t i g a t e d h o w e v e r ，t h er e s e a r c ho fs y n t h e t i ca p p l i c a t i o n so f0 t - k e t e n e s , s - a c e t a l si sv e r y l i t t l e i nr e c e n ty e a r s ，o u rr e s e a r c hg r o u ph a sd e v o t e dt ot h es y n t h e t i ca p p l i c a t i o n so fo 【_ - - o x o k e t e n e 一( s 圆a c e t a l s d u r i n gt h ec o u r s e o fo u rs t u d i e so nt h ec h e m i s t r yo ff u n c t i o n a l i z e d k e t e n e ( s 研a c e t a l s ，v a r i o u ss i x - m e m b e r e dc a r b o n h e t e r o c y c l e sw e r ep r o d u c e do nt h eb a s i so f d i f f e r e n ta n n u l a t i o ns t r a t e g i e s r e c e n t l y , as e r i e so fh i g h l ys u b s t i t u t e dc y c l o p e n t a d i e n e sw e r e o b t a i n e dv i aav i l s m e i e rr e a g e n t - m e d i a t e dn a z a r o vc y c l i z a t i o n - h a l o v i n y l a t i o nr e a c t i o no f d i v i n y lk e t o n e s o nt h eb a s i so ft h ea b o v e m e n t i o n e de x p e r i m e n t a lr e s u l t sa sw e l la sd e e p l y a n a l y s i z i n gt h es p a t i a l s t r u c t u r eo fa - p r o p i o n y lk e t e n e s , s - a c e t a l s ，u n d e rb a s ec o n d i t i o n s ，a n o v e la n de f f i c i e mr o u t et oc y c l o b u t e n o n e sh a sb e e nd e v e l o p e dv i aa ni n t r a m o l e c u l a r a n n u l a t i o nr e a c t i o no f0 【p r o p i o n y lk e t e n e - s , s - a c e t a l s i nt h i sp a p e r ，m yr e s e a r c hm a i n l yi n c l u d e st h ef o l l o w i n gt h r e ea s p e c t s ： 1 an o v e la n de f f i c i e n tr o u t et oc y c l o b u t e n o n e sh a sb e e nd e v e l o p e dv i aa n i n t r a m o l e c u l a ra n n u l a t i o nr e a c t i o no fa p r o p i o n y lk e t e n e - s , s - a c e t a l su n d e rb a s ec o n d i t i o n s 2 as e r i e so fq u i n o l i n - 4 ( 1 胁一o n e sw e r ep r e p a r e db yat h e r m a le l e c t r o c y c l i cr i n g o p e n i n ga n ds u c c e s s i v ee l e c t r o c y c l i z a t i o nr e a c t i o no fc y c l o b u t e n o n e s 3 i nt h ep r e s e n c eo fv a r i o u sa c i d s ，as e r i e so fp o l y f u n c t i o n a l i z e d2 h - p y r a n - 2 - o n e sw e r e o b t a i n e dv i aar i n g - o p e n i n ga n dr i n g ：c l o s i n gr e a c t i o no fc y c l o b u t e n o n e si nh i g hy i e l d s i nt h i sp a p e r , 16n e wc o m p o u n d sw e r es y n t h e s i z e da n dc o n f i r m e db y1 h n m ra n d ”c n m rs p e c t r o s c o p i e s ，e r e 。 k e y w o r d s ：0 【- p r o p i o n y lk e t e n e - s , s - a c e t a l s ；c y c l o b u t e n o n e ；q u i n o l i n - 4 ( 1 印。o n e s ； 2 h - p y r a n 2 - o n e s u 目录 中文摘要”i 英文摘要i i 目录一 第一章前言1 一仅羰基二硫缩烯酮化学的研究进展“1 1 10 【羰基二硫缩烯酮化学的简介1 1 2a 羰基二硫缩烯酮的结构特征1 2 1 金属有机试剂与1 的1 ，2 - 力日成芳构化反应“3 2 20 【羰基二硫缩烯酮类化合物在合成杂环中的反应”5 2 30 【位的亲核取代反应9 2 4 作为硫醇的替代试剂1 1 2 51 ，3 羰基转移反应1 2 2 6a 肉桂酰基二硫缩烯酮的应用1 3 2 7o 【肉桂酰基二硫缩烯酮衍生物的应用一17 2 8 二硫缩烯酮的其他反应18 选题依据2 2 仪器与试剂2 3 第二章环丁烯酮类化合物的制备：j 2 4 一仅丙酰基二硫缩烯酮底物的制备2 4 二环丁烯酮类化合物的合成2 4 三结果与讨论2 5 3 1反应条件优化及实验总结2 5 3 2 反应机理2 6 四环丁烯酮类化合物的应用2 7 4 1 利用环丁烯酮类化合物制备喹啉酮类化合物2 7 4 2 利用环丁烯酮类化合物制备多取代内酯类化合物2 8 五结构表征3 0 结束语“3 3 参考文献：3 4 附录4 0 致谢4 7 i i i 东北师范大学硕士学位论文 第一章前言 一o 【羰基二硫缩烯酮的研究进展 1 10 【羰基二硫缩烯酮化学的简介 a 羰基二硫缩烯酮是指a ，p 不饱和羰基化合物的是d ，p 一双烷硫基被取代的产物( 图 1 - 1 ) 。在1 9 1 0 年，k e l b e r 1 】首次合成了a 苯甲酰基二甲硫缩烯酮，但由于其化学反应的 多样性迅速使其成为有机合成中的一个研究热点。d i e t e r 2 1 ，j u n j a p p a 3 1 ，k o l b 4 】和 y o k o y a m a 5 j 分别综述了该类化合物的合成、结构及其在有机合成中的应用。经过了近一 个世纪的发展，q 羰基二硫缩烯酮化学已经在有机合成化学中不可或缺。近几十年，甜 羰基二硫缩烯酮化学飞速发展，发表的文章也与日俱增。 k e l b e r s e r ，r 、，r 。 r ，k ，n 、，之2 l b 图1 1 1 20 【羰基二硫缩烯酮的结构特征 0 【羰基二硫缩烯酮类化合物是如图1 1 中的1 a 或1 b 结构的化合物，是一类多官能 团的有机合成中间体，其中r 既可以是如1 a 所示的链式结构，也可以是如1 b 所示的环 式结构。不管是哪种结构，其仅位至少有一个取代基是羰基官能团或具有潜在羰基的官 能团，包括例如醛基，羰基，酯基，酰胺基和氰基( 潜在的羰基) 等羰基的各种变体。 由于s r 的给电子作用及c = o 的吸电子作用，使得双键成为极性很强的键，同时，烷 硫基使得整个体系更加稳定，所以在很多的有机环化或者链型化合物的合成反应中0 t , 羰基二硫缩烯酮类化合物都倍受青睐。 1 3 仅羰基二硫缩烯酮类化合物的制备 制取0 【羰基二硫缩烯酮的通用方法如图1 2 中的通式所示，从化合物2 出发( 2 中必 须含有活泼亚甲基) 经三步得到相应的0 【羰基二硫缩烯酮1 ，第一步先产生烯醇负离子， 第二步烯醇负离子与二硫化碳作用得到硫负离子，第三步硫负离子烷基化。【6 】 东北师范大学硕士学位论文 暑，k r ，a 鱼墨，毕s 一1 ：，r 2 i 、，r 2i 、，r 2 另外，通过把1 ，1 二氯丙烯酸乙酯的衍生物3 与c 6 h 5 s h 先加成然后消除，也可以 制得0 【羰基二硫缩烯酮4 ( 图1 - 3 ) 。 7 1 c 6 h s s h e t o h ，n a x , ，c 0 2 e t x ：c n p h s s p h 一。1 l ；u 2 1 ：z i 图1 3 然而，j u n j a p p a 8 1 等通过研究发现0 【。甲酰基二硫缩烯酮6 只能由a 酯羰基二硫缩烯 酮5 出发，经由还原、氧化等一系列反应制取，而不能用上述方法从乙醛直接制备( 图 1 4 ) 。 os m e n o 儿丫久s m e i h 5 1 ) ( i - b u ) 2 a i h - 6 0x 2 ) m n o z p e t e t h e r o s m e h 儿丫久s m e h 6 图1 - 4 现在，我, f 1 3d , 组t 9 1 已经实现了利用温和的反应条件，高产率合成0 【羰基二硫缩烯酮 化合物，该方法能在水相中完成反应( 图1 5 ) 。 o r ，k r 2 二、a 羰基二硫缩烯酮的应用 1 ) k 2 c 0 3 h 2 0 r b a b 示聂弋雨百_ 1 图1 5 0 【羰基二硫缩烯酮作为一种重要的有机合成子，在有机金属化合物如：g r i g n a r d 试 剂、有机锂等的作用下合成多种芳香类化合物，这是其中一个很重要的用途，该途径为 合成各种类型的多取代芳烃提供了一个高效，简便的方法。而合成种类繁多的的杂环类 化合物是a 羰基二硫缩烯酮化学另一个意义重大的用途【l o 】，。【羰基二硫缩烯酮类化合物 可与很多种具有亲核性的物质反应，合成各式各样的杂环化合物，如用n 2 h 4 h 2 0 、 n h 2 0 h 、胍和氨基脲等带有两个杂原子的具有亲核性化合物与1 反应可以制得五、六元 的氮杂环化合物以及稠环化合物。a 一羰基二硫缩烯酮作为有机合成子中的一种，用途非 常广泛，下面就做一简单介绍。 2 东北师范大学硕士学位论文 2 1 金属有机试剂与l 的l ，2 加成芳构化反应 合成苯系芳烃、芳杂环化合物是合成方法学中的重要研究内容，尤其是从脂肪族化 合物为前体来合成。而环合芳构化和取代环合芳构化的良好前体，恰恰是各种g r i g n a r d 试剂，尤其是烯丙基有机金属化合物和或羰基链二硫缩烯酮的反应产物。 在反应中，首先是带有烯丙基的金属有机化合物和0 【一羰基二硫缩烯酮反应，产生了 带有烯丙基的醇，然后用三氟化硼乙醚做催化剂发生反应，得到r 1 ，r 2 基团可变的多 取代芳烃7 。i l l j 该方法不仅简便，而且高效( 图1 6 ) 。 1 a 加m g b r e t 2 0 r hf 0 0 c 、，r 1 b f 3 e t 2 0 c 6 h 6 e 。 ( 3 9 - 6 8 ) 7 图1 - 6 然而，由于过渡态中的空间排斥作用，当0 【苯甲酰基二硫缩烯酮1 a 与烯丙基溴化镁 在相同条件下反应，不能得到预期的联苯而是生成多取代的茚9 ( 图1 7 ) 。 r 2 r 1 加m g b r + r 2 s m e e t 2 0 t h f 0 。c b f a e t 2 0 c s h _ s ，r 2 ( 7 1 8 0 ) l a8 9 图1 7 我们小组【1 2 】在进行环合芳构化反应的研究时，发现有水或醇存在的情况下环二硫 缩烯酮1 b 与甲基烯丙基溴化镁反应，制得的产物是酚或酚醚类化合物1 0 ，依据该反应我 们提出了该类反应的反应机理( 图1 8 ) 。 r 2 r 1 l b 1 0 l m g b ， e t 2 0 t h f 0 0 c b f ；e t 。o c ，z 图1 8 不仅烯丙基型溴化镁能反应，如果把烯丙基换成炔丙基也能与a 羰基二硫缩烯酮发 生类似的反应，生成苯甲醚类化合物1 2 ( 图1 9 ) 。【1 3 】 3 东北师范大学硕士学位论文 1 a h c - c - c h 2 m g b r e t 2 0 堑3 ：呈1 2 9 m e o h 、r 1 s m e l l 1 2 图1 - 9 j u n j a p p a 1 4 】等用n 兰c c h 2 l i 代替r m g b r ( r 为烃基) ，合成了吡啶类化合物。在反应 中，他们发现反应的最终结果取决于酸的选择。当用质子酸如h 3 p 0 4 做催化剂时，则生 成了吡啶1 3 ；当用路易斯酸如b f 3 e t 2 0 做催化剂时，却生成的是简单的脱水产物1 5 ( 图 】1 0 ) 。 n - c c h 2 l i l a e t 2 0 o s m e r 2 - r 1 1 4 s m e 1 5 图1 1 0 当用苄基型格氏试剂与0 【羰基二硫缩烯酮反应时，有一个烷硫基先被有机金属试剂 所取代，得到了带有苄基的环合芳构化产物( 图1 1 1 ) 。 1 5 】 l a p h j m g b r e t 2 0 t hf 0 0 c 曼e 主曼1 2 q ，r r 1 6 1 7 图1 1 1 不仅是以上反应中用到的格氏试剂和有机锂试剂，如r e f o r m a t s k y 试剂等其他金属有 机试剂也能与1 a 发生环合芳构化反应，生成多取代酚( 图1 1 2 ) 。 1 6 1 4 零 东北师范大学硕士学位论文 l a 图1 1 2 2 2 0 【羰基二硫缩烯酮类化合物在合成杂环中的反应 a 羰基二硫缩烯酮作为1 ，3 一亲电试剂，可以与肼，羟胺，胍，脒，烯胺，二胺等一 系列含有杂原子的具有亲核性物质反应生成五元或六元的杂环化合物。 2 2 1 合成具有杂原子的五元环化合物 g o m p p e r 和t o p f l t l7 】于1 9 6 2 年分别利用仅羰基二硫缩烯酮与n 2 h 4 h z o 或n h z o h 反应时，一个r s 被氮原子取代后，氮原子或氧原子进攻羰基进行分子内的亲核功口成， 合成了取代的吡唑2 0 和恶唑2 1 ( 图1 1 3 ) 。 l a n h 2 n h 2o rh o n h 2 图1 1 3 整个反应的实际过程如图1 1 4 所示： m e 2 0 ：x = n h 2 1 ：x = o l a 一率m e 一蟛m _ 零r 2 r 1 拦净x = n 。h 东北师范大学硕士学位论文 r n c 姆o n s 掣 r 1 n h r r 1 c n 一河m e 。r 1 式n 夕 c n m e r 2 4 图1 1 5 针对上述反应，j u n j a p p a l l 9 】及其合作者在随后的研究中发现，反应与p h 值也有关系， 对于p h 值不同的反应体系分别制得了5 - 烷硫基恶唑2 5 和3 - 烷硫基恶唑2 6 ( 图1 - 1 6 ) 。 m e s n h 2 0 h 。h c i n a o m e m e o h l a n h 2 0 h h c i ，c h 3 c 0 2 n a c h 3 c o o h ，e t o h ，c 6 h 6 p h 27 9 p h = 1 - 2 o 2 5 m e 图1 1 6 2 2 2 合成六元杂环及稠杂环分子 g o m p p e r 和t o p f l 【2 0 】首先利用l a a 分别与2 氨基苯并噻唑和2 - 氨基吡啶反应合成 了化合物2 7 和2 8 ，开创了l ，3 含氮双亲核体与1 成环反应的先河( 图1 - 1 7 ) 。 茹之h 3 c s 入s c h 3 l a a 力- b u o h5 h , r e f l u x 疋泠o c n 溉 2 7 0 c n s m e 2 8 图1 1 7 在此基础上，j u n j a p p a 2 1 - 2 2 1 及其合作者利用胍和硫脲等具有双亲核点的化合物与l a 反应，合成了带有多取代基的嘧啶2 9 ，从而对这一合成策略进行了更深入广泛的研究( 图 1 1 8 ) 。 6 n m c s 页 g 儿 皤；l 东北师范大学硕士学位论文 o r 矿烀 m e s s m e l a x b a s e x 弋 、i n ，太一i n r ：k 线e - r ：v s m er ：v s m e 一r ：人p s m e 支1 r 1 j u n j a p p a 【2 3 1 及其合作者为了拓展该类反应，把氮硫缩烯酮中间体3 0 在氯化铜作用 m e s 砖墨b u l i t h f 二免s m e 一除$ m e + e s 入s m e n r ir i l a 3 0 l 刊+ r 爨一疑一r 热o r s m e r 搏m e 一二四一 o氐 吣 o w 口 图1 1 9 他们又由2 芳基杂芳基乙胺取代的氮硫缩烯酮3 2 和3 4 出发，合成了一系列结构 新颖的稠杂环化合物3 3 和3 5 ( 图1 - 2 0 ) 。 2 4 】 1 a ：三肌悯m e o 哪心 3 4 0 图1 - 2 0 3 3 r h 3 5 r 此外，他们利用芳胺和二硫缩烯酮l a 在丁基锂作用下合成的化合物与v i i s m e i e r 试剂反应，成功制得了带有多取代基的喹啉类化合物( 图1 - 2 1 ) 。 2 5 】 东北师范大学硕士学位论文 。乳+ m e s p s m r eo 、 ( a ) h c o n m e 2 p o c l 3 ；( b ) h c o n m e 2 p o c l 3 c 1 2 c h c h c l 2 ；( c ) m e c o n m e 2 ，p o c l 3 图1 - 2 1 王梅祥【2 6 】等将a 芳甲酰基二硫缩烯酮l a 与邻胺基苯甲酸酯混合，然后在冰醋酸中 回流，制得了喹诺酮3 7 、喹啉3 8 ，接着又由3 7 与肼反应合成了吡唑并喹诺酮3 9 、吡唑 并喹啉4 0 ( 图1 - 2 2 ) 。 a r h 3 八c s 一 s c h + 33 3 7 3 94 0 图1 2 2 我们小纠2 7 - 2 8 1 用d ，0 【，二羰基环，烯酮合成了肉桂酰基0 【，- 苯乙酰基环，- 缩烯酮4 1 ，然后使其在t - b u o n a 催化下，生成吡啶并嘧啶类化合物4 2 ( 图1 2 3 ) 。 o0oo a r u 4 1 t - b u o h a r u 4 2 图1 2 3 2 3 o 【位的亲核取代反应 由于c = o 的吸电子作用和一s r 的供电子作用，a 羰基二硫缩烯酮的双键被高度极 化，使得0 【位电子云密度高，可与多种亲电性的成份作用。j u n j a p p a 2 9 及其合作者利用 0 l 羰基二硫缩烯酮的双键被高度极化的特性，用n b s 作用于值芳甲酰基二硫缩烯酮， 制得了0 【芳甲酰基0 【溴代二硫缩烯酮4 3 ，溴原子继续被取代得到一系列的产物( 图 】2 4 ) 。 8 r 忙正 融 ；+ 0 l u 一 业 卜 东北师范大学硕士学位论文 a ，k a ，b r s j k s r r s 人s 图1 2 4 实际上，a 肉桂酰基二硫缩烯酮也能发生取代反应，当我们小组用o r , 肉桂酰基二硫 缩烯酮4 4 做碘代反应时，合成了化合物4 5 ，我们小组进一步研究后发现，溴也能发生 类似的反应，得到溴代脱羧产物4 5 ( 图1 2 5 ) 。 r o h 1 2 b r 2 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - r 4 4 4 5 图1 2 5 我们把以上的反应统称为o 【羰基二硫缩烯酮的0 【位官能化，0 【羰基二硫缩烯酮的q 位官能化是我们课题组在长期从事仅羰基二硫缩烯酮化学研究基础上提出的，即对0 【羰 基二硫缩烯酮的0 【位进行修饰，改变其所连官能团的类型，以期进一步扩展该类化合物 在有机合成中的应用。我们小组通过研究，成功获得t n 用o r 位被诸如n o ；+ ，m n 司r 和旷等试剂官能化的产物( 图1 - 2 6 ) 。 3 0 - 3 4 】 9 东北师范大学硕士学位论文 e + 3e + = h + n 0 2 + , a r n = n + r 2 = c h 3 c o ，c o o h r ，e b 3 s - 入- s , r t ， 、 ， 4 - 7 图1 2 6 在此基础上，我们小组又利用a 羰基二硫缩烯酮和醛，成功合成了一系列q 羟基 二硫缩烯酮类化合物4 9 ( 图1 - 2 7 ) 。 o + a ，八h t i c l 4 r 1 _ _ 。_ _ _ _ - _ _ _ c h 2 c 1 2 4 9 图1 2 7 不仅如此，我l l j , j 、组【3 6 1 还利用苄醇和二硫缩烯酮l a 反应，也实现了a 位的官能化。 该方法不仅简单，原子利用率高，更为重要的是实现了在具有药物活性分子的重要芳环 上引入二硫缩烯酮( 图1 2 8 ) 。 o h r 1 人r 2 一b f 3 e t 2 0 g w r s e 迁i 醉 r 1 - - - - - - - - - - - 最近，a s o k a n 3 7 】及其合作者合成了一种用途很大的有机中间体a 甲酰基二硫缩烯 9o a r 八! ：! 竺三! ! 呈生a ，c r s 人s r 2 - a qk 2 c 0 3 r s 人s r 利用0 【羰基二硫缩烯酮具有较强亲核性的q 位，p r a k a s h 3 8 】用5 3 与水杨醛发生分子 1 0 醉 卟， 虬沙_ ； 一 r 。、 + r h s 页a e s l w r g 东北9 币范大学硕士学位论文 g e s 亡器 5 35 4 图1 3 0 2 4 作为硫醇的替代试剂 o c 羰基二硫缩烯酮化学经过百年的发展，由于烷硫基的活化或者作为离去基团的作 用，使物质世界更加的丰富和多彩，但是该反应却存在很大的一个缺点就是会生成有毒， 难闻的化合物硫醇。如果在用0 【羰基二硫缩烯酮作反应物时，将产生的硫醇利用起来， 如用来保护羰基或作为其他反应的反应物利用起来，这样就避免了这个缺点的存在，等 于变废为宝，既保护了环境又提高了原子利用率。我们实验组【3 9 】对这种设想进行了深入 的研究，在对仅，o 【二乙酰基环二硫缩烯酮1 b 进行o t 位的烯卤化时，我们发现双烯卤类 二硫缩烯酮5 5 能够与醛或酮在甲醇溶液中发生硫缩醛化反应，高产率的得到硫缩醛化 合物5 6 ，我们小组提出了如下可能的反应机制( 图1 3 1 ) 。 p o c l 3 j d m f l b5 5 r 。幽剑 r 2 5 6 一 m e h + ，m e o h 沙车 丈7 m 一0 图1 3 1 除此之外，我们还发现当0 【，仅二乙酰基环二硫缩烯酮l b 的0 【位的一个乙酰基换成 诸如c o o h ，c n ，c o n h 2 和c o o e t 等其它的拉电子基团时，缩醛化反应同样可以顺利 进行，而且在l b 中的可以是五元环硫基也可以是六元环硫基( 图1 - 3 2 ) 。 4 0 4 1 1 八 c fa 一 铲 堂 ， o 一爿器 东北师范大学硕士学位论文 曰 rr 1 i l +声o s 入s r 2 _ ) n r v r 处_ ) n r 2c o c h 3 ，c n c o n h 2 。c o o e t 5 7 图1 3 2 我们小组f 4 2 】在利用硫缩醛化使羰基保护时，发现不仅用无毒害的乙醇代替毒性很大 的甲醇作溶剂，反应可以顺利地进行，而且当用表面活性剂d b s a 作催化剂时，该反应 在纯水相中也能够进行，使该反应向绿色化学发展方面取得了重要进展( 图1 3 3 ) 。 ；【b + r o 旦骂5 6 r 2 1 5 8 0h 一 图1 3 3 除了应用在硫缩醛化保护羰基的反应外，我们小组【4 3 1 发现0 【羰基二硫缩烯酮能够进 行多种替代硫醇的反应。如1 a 能在酸或碱的做催化剂情况下能与带有吸电子基的烯烃 类化合物反应，制得化合物5 8 ( 图1 - 3 4 ) 。 l r 吣 e w g = n 0 2 。r 。c o a c i do r b a s e f e w ( 3 i r 人s r 5 8 图1 3 4 2 5 1 ，3 羰基的重排反应 s a q u e t 和t h u i l l i c r t 删在2 0 世纪6 0 年代就实现了0 【羰基二硫缩烯酮的羰基在n a b i - h 的还原作用下的l ，2 化学选择性还原，制得了烯丙基醇化合物5 9 ，然后在酸催化下使其 发生1 ，3 羰基转移的重排反应，得到了以a ，p 不饱和硫酯为主要产物的混合物。随后， j u n j a p p a 及d i t e r 的研究小组陆续发现了利用不同的催化剂可以使5 9 发生重排。其中， d i t e r 研究组 4 5 - 4 6 1 把烯丙基醇化合物5 9 在h g o h g ( o a c ) 2 - 与耶f 4 联合催化作用下发生了 重排，并且通过研究证实重排结果与h g o 和i - i b f 4 的用量有关，分别制得仅，p 不饱和硫 酯6 0 或者羧酸6 1 ( 图1 3 5 ) 。 一幻2 熹吼 一m 东北师范大学硕士学位论文 n a b h 4 l a m e o h r 1 l 、 o hs c h 鱼 v s 三h 3 r 2 5 9 10 h b f 4 ，0 7e q h g o ，r t 7 5 r 1 r 1 r 2 6 1 图1 3 5 另外，j u n j a p p a 【4 7 】及其合作者在用b f 3 e t 2 0 引发化合物5 9 发生重排反应时，发现 溶剂也在影响着反应的取向，当用甲醇作溶剂时则生成羧酸甲酯6 2 ，而用h 2 0 作溶剂 时生成p 不饱和硫酯6 3 ( 图1 - 3 6 ) 。 r ，令八o 。ch 3 堕曼! 型竺! 皇! r ，人￥冷s c s h c h 3 3r ，令八。ch 3 呈! 兰：曼! 型竺! 皇! r ，人争s c h 3 之6 2 a 1 8 - 2 4h 餐 b f 3 。e t 2 0 i h 2 0 r ，o s 吼 r 2 6 3 图1 3 6 最近，a s o k a i l 【4 8 】及其合作者又探究了5 9 在l a w e s s o n 试剂作用下进行重排的反应， 得到了全硫代羧酸酯类化合物6 4 ( 图1 - 3 7 ) 。 o h 冀sch r 1 丫s 三h 3 等篇斧r 1 丫矾 图1 3 7 经过多年的实验研究，现在合成0 c p 不饱和硫酯或羧酸基本上都是利用羰基二硫 缩烯酮的羰基1 ，3 位重排来实现的。 2 6 有关僻肉桂酰基二硫缩烯酮的反应 通过乙酰基二硫缩烯酮l 在碱性条件下与芳醛或肉桂醛等缩合制得肉桂酰基 二硫缩烯酮化合物6 5 ，该化合物通过增加了共轭链的长度使其成为一种很有用的有机 合成子( 图1 3 8 ) 。 4 9 - s l 】 1 3 c 巾 i 7 5 o o 酽。v 东北师范大学硕士学位论文 r 1r 2 1 r - r 3 c h o n a e t o h ，r t r 。“j r 1r 2 6 5 图1 3 8 们小组【5 2 - 5 4 】近年来制备了多种肉桂酰基二硫缩烯酮6 6 7 0 ( 图1 - 3 9 ) 。 h r l +a r c h o n a o e t e t o h l “n - 1 ，2 r l - c h l p h l b 。 h l a l a p h + a r c h ot - b u o n a t - b u o r + a r c h o h 3 r 2 oo e t 0 na ，e o h o h = c h p h 6 7 s p h p l l h 3 7 0 图1 3 9 肉桂酰基二硫缩烯酮在合成一些环状化合物中起到非常大的作用，下面就做一简 要介绍： 2 6 1 作为3 c 合成子 t h u i l l i e r 5 5 】研究组在二十世纪六十年代就已经合成出了m 肉桂酰基二硫缩烯酮类化 合物，该类化合物作为3 c 合成子主要有两种类型：一是作为1 ，3 亲电体参与反应，合 成连有链烯基的杂环或碳环7 1 7 5 ( 图1 - 4 0 ) ： 1 4 资 东北师范大学硕士学位论文 q 划 | 仨主 a 7 1 m m s m e en h ，h c i a c o i - 一 - 一n 2 h 4 a c o h os m e a r a s m r 2r 1 图1 - 4 0 7 5 另一种是只有a ，p 一烯酮结构片段参与反应，生成连有二硫缩烯酮基团的化合物 7 6 7 8 ( 图1 4 1 ) 。 5 6 】 os m e a ，a s r 2r 1 n c c h 2 c o n h 2 1 ) n 2 r h 2 ) a c 2 0 x h 1 n j l n h ， x = n hs 图1 4 1 m e s 7 6 x h l n 冬ns m e a ，少久s m e r l 7 8 2 6 2 1 5 c + l x 】的合成方案 近年来，我们小组t s 7 6 2 1 m c t 肉桂酰基二硫缩烯酮7 9 做为【5 c + 1 x 】反应的有机合 成子，与亲核性成分x ( x = c ，n ，s ) 发生成环反应，得到具有芳香性的化合物，如合 成出了多取代六元碳环化合物8 0 8 l ，多取代六元氮硫杂环化合物8 2 8 4 ，和多取代五元 氮氧杂环化合物8 5 8 6 。该策略既简洁又高效，开辟了一条合成芳香性化合物的全新途 c 6 ， m 群 ；窭 东北师范大学硕士学位论文 径( 图1 - 4 2 ) 。 r 3 r r r 2 s 飞 8 5 p h 8 6 n a h 、d m s o r 1 ：( c h 2 ) 2 a c i d r 2 ：c o o h r 3 = 2 4 - p y r i d y l b a s e r 2 = c o n h p h r 3 = 2 3 4 - p y r i d y l o r2 3 4 - n 0 2 c 6 h 4 r 3 7 9 b a s e r 1 r 4 n h 2 1 1 n a 2 s 一 8 1 图1 _ 4 2 我们小组【6 3 卅】又利用b a y l i s h i l l m a m 的反应产物和脱了乙酰基的二硫缩烯酮8 7 反 应，进一步拓展 5 c + 1 x 】( x = c ，n ) 这一合成策略，构建了新的5 c 合成子，合成出多 取代苯衍生物和多取代吡啶衍生物( 图1 4 3 ) 。 刚e 1n c 泌a h r 1 1 、o h r 令r 蟊磊f d b u d m f1 0 0 0 c n c - - - - - i r 3 c h 2 n0 2 n c 图1 4 3 此外，我们小组嗍在质子酸的条件下，实现了利用氧的亲核性对碳碳双键进行反迈 克尔加成，高产率地合成了特窗酸类化合物8 8 ( 图1 - 4 4 ) 。 1 6 东北师范大学硕士学位论文 p y l b o h 耻e p y 稀h c i w n n = 1 ，2 o 图1 硝 2 7 仅肉桂酰基二硫缩烯酮衍生物的应用 j u n j a p p a ! 鲫及其合作者从0 【肉桂酰基二硫缩烯酮l a b 、l a c 出发，合成了诸如仅环丙 基羰基二硫缩烯酮8 9 ( 如图1 4 5 所示) 、仅环氧丙基羰基二硫缩烯酮9 0 ( 如图1 - 4 6 所 示) 的系列化合物，并对它们进行了较深入的研究。 hos m e a ，人s m e r 2r 1 l a b hh l a c 0e0 0 m e 3 s = o v b u 4 n 5 0 n a o h c h 2 c 1 2 图1 4 5 h 2 0 2 n a o h m e o hr t m e m e 图1 _ 4 6 2 7 1 酸引发的仪环丙基羰基二硫缩烯酮环化反应 j u n j a p p a 【6 7 】等从0 【环丙基羰基二硫缩烯酮8 9 出发；在酸作用下得到了环戊酮衍生 物9 1 9 3 ( 图1 4 7 ) 。 1 7 东北师范大学硕士学位论文 a r 8 9 m e r i = r 2 = h e m e 图1 - 4 7 2 7 2 酸引发的0 【环氧丙基羰基二硫缩烯酮环化反应 接着j u n j a p p a 等又研究了q 环氧丙基羰基二硫缩烯酮9 0 在酸性条件下的反应， 制得