（有机化学专业论文）氮杂查尔酮的合成及其麦克尔加成反应.pdf

摘要 查尔酮是一类重要的有机合成中间体，具有多个反应活性中心， 在麦克尔加成反应、光反应、聚合反应及配位化学和超分子化学中具 有广泛的应用。此外，许多查尔酮及其衍生物还具有许多优异的生物 活性，例如:具有抗细菌、抗病毒、抗真菌、消炎、除草等活性，因 此查尔酮类化合物的合成及从天然产物中的分离提取一直是生物医 药、 农业、 食品等方面研究的重要领域。同时利用其独特的结构特征， 查尔酮作为中间体亦广泛地用于有机合成和药物合成当中。其中查尔 酮的麦克尔加成反应是其特征反应之一。 关于查尔酮的报道己经很多，但有关氮杂查尔酮特别是带有两个 毗淀环的氮杂查尔酮的报道却为数不多。本论文着重研究了氮杂查尔 酮的合成及氮杂查尔酮的麦克尔加成反应; 通过氮杂查尔酮的麦克尔 加成反应及随后的罗宾逊环合 ( 有些化合物同时伴随芳构化过程) ， 合 成了嗜咤类化合物、环己烯酮类化合物、3 - 轻基环己酮类化合物和三 联毗淀，并对反应条件及机理进行了探讨。 所采用 合成方法具有反应 条件温和、操作简便等特点。主要结果如下: 1 . 参照文献方法合成出7 种氮杂查尔酮， 并通过实验条件优化将 氮杂查尔酮的 产率由 文献中的4 0 % 左右提高到7 0 %以上。 2 . 由氮杂查尔酮在碱性条件下与硝酸肛成功的合成了系列2 - 氨基 吻淀类化合物，并分离出一种重要的反应中间体。采用循环伏安分析 法对化合物4 , 6 一 二( 2 - 毗吮基- 2 - 氨基啼咤和4 一 苯基一 6 - ( 2 - 毗睫基- 2 - 氨基 咕绽的氧化还原性质进行了初步研究。 3 . 从2 中所合成的2 - 氨基喀陡出发与澳发生澳代反应高产率的合 成了溟代略咤o 4 . 由氮杂查尔酮与含有活泼甲基或亚甲基的化合物进行麦克尔加 成反应， 在不同的反应条件下获得不同的产物， 如: 麦克尔加成产物、 3 - 轻基环己酮或2 一 环己烯酮类化合物或螺环化合物。 5 .由氮杂查尔酮与丙二酞胺反应经发生芳构化合成了三联毗吮o 结合文献，展望了氮杂查尔酮在有机合成化学中的应用。 本文共报导了3 3 个化合物未见文献报道的化合物。 所得化合物用 红外和核磁进行了表征。 关键词:氮杂查尔酮，合成，麦克尔加成，芳构化，毗咙,嚓睫 1 . ab s t r a c t c h a l c o n e s h a v e b e c o m e a k i n d o f i m p o rt a n t i n t e r m e d i a t e s i n o r g a n i c s y n t h e s i s . b a s e d o n t h e p r o p e rt i t ie s o f c h a l c o n e s , a s e r i a l s o f r e a c t i o n s , s u c h a s mi c h a e l a d d i t i o n , p h o t o c y c l o a d d i t i o n , p o l y m e r i z a t i o n e t c a r e n o r m a l l y i n v o l v e d a n d c h a l c o n e s a r e a l s o w i d e l y u s e d i n c o o r d i n a t i o n c h e m i s t r y a n d s u p r a m o l e c u l a r c h e m i s t r y . s o m e c h a l c o n e s a n d t h e i r a n a l o g u e s s h o w e d e x c e l l e n t b i o l o g i c a l a c t i v i t i e s , f o r e x a m p l e : a n t i b a c t e r i a l , a n t i v i r a l , a n t i f u n g a l , a n t i t t m t o r a c t i v i t ie s a n d i n h i b i t i n g t h e g r o w th o f w e e d . t h e s y n t h e s i s a n d i s o l a t i o n o f c h a l c o n e s f r o m n a t u r a l p r o d u c t s h a v e d r a w n m u c h a tt e n t i o n i n t h e f i e l d o f b i o m e d i c a l , a g r o n o m y , a n d f o o d s c i e n c e . a s a k i n d o f v e r s a t i l e i n t e r m e d i a t e s , c h a l c o n e s h a v e b e e n u s e d w i d e l y i n t h e s y n t h e s i s o f o r g a n i c c o m p o u n d s a n d m e d i c i n e s . a m o n g t h e m , mi c h a e l a d d it i o n r e a c t i o n i s o n e o f t h e t y p i c a l r e a c t i o n s . t h e r e a r e e x t e n s i v e wo r k s o n c h a l c o n e s a n d a z a c h a l c o n e s h a s b e e n r e p o rt e d . h o w e v e r , t h e r e a r e v e r y f e w r e p o rt s o n a z a c h a l c o n e s , e s p e c ia l l y t h e a z a c h a l c o n e s w i t h t w o p y r i d y l r in g s . i n t h e p r e s e n t w o r k , t h e s y n t h e s i s o f a z a c h a l c o n e s a n d i t s mi c h a e l a d d i t i o n r e a c t i o n s w e r e i n v e s t i g a t e d . p y r i m i d in e s , 3 - h y d r o x y c y c l o h e x a n o n e s , c y c l o h e x - 2 - e n o n e s a n d t e r p y r i - d i n e w e r e p r e p a r e d t h r o u g h m i c h a e l a d d it i o n a n d s u b s e q u e n t c y c l o c o n d e n s a t i o n ( s o m e c o m p o u n d s u n d e r g o a r o m a t i z a t i o n a t t h e s a m e t i m e ) . m o r e o v e r , t h e r e a c t i o n c o n d i t i o n s w e r e o p t i m i z e d a n d t h e r e l a t e d me c h a n i s ms we r e d i s c u s s e d . t h e ma i n r e s u l t s a r e l i s t e d a s f o l l o ws : 1 . a c c o r d i n g t o t h e l it e r a t u r e s , s e v e n a z a c h a l c o n e s w e r e p r e p a r e d . t h e y i e l d s o f a z a c h a ic o n e s w e re i n c r e a s e d b y o p t i m i z a t i o n o f r e a c t i o n c o n d i t i o n s fr o m r e p o rt e d 4 0 % t o 7 0 %. 2 . a r a n g e o f 2 - a m i n o p y r i m i d i n e s w e r e s y n t h e s i z e d 勿t h e r e a c t i o n s o f a z a c h a lc o n e s a n d g u a n i d i n e u n d e r b as i c c o n d i t i o n s a n d a n i m p o r ta n t i n t e r m e d i a t e w a s s u c c e s s f u l l y o b t a i n e d . t h e r e d o x o f 4 ,6 - d i p y r i d i n y l - 2 - a m in o p y r i m i d i n e a n d 4 - p h e n y l - 6 - p y r i d i n y l - 2 - a m i n o p y r i m i d i n e w e r e i n v e s t i g a t e d 切 c y c l i c v o l t a r n m e t r y . 3 . a r a n g e o f 5 - b r o m o - 2 - a m i n o - p y r i m i d i n e s w e r e s y n th e s iz e d f r o m t h e i i i a b o v e m e n t i o n e d 2 - a m i n o p y r i m i d i n e s w i t h b r o m i n e i n h i g h 如 e l d ( 9 8 % ) . 4 . t h e mi c h e a l a d d i t i o n s o f a z a c h a l c o n e s w i t h a c t i v e m e t h y l e n e / m e t h y l c o m p o u n d s w e r e i n v e s t i g a t e d . d i f f e r e n t p r o d u c t s s u c h a s 3 - h y d r o x y c y c l o - h e x a n o n e s o r c y c l o h e x - 2 - e n o n e s w e r e o b t a i n e d u n d e r v a r i e d c o n d i t i o n s 5 . a r a n g e o f t e r p y r i d i n e w e r e s y n t h e s i z e d f r o m t h e r e a c t i o n o f a z a c h a l c o n e s w i t h m a l o n a m i d e f o l lo w e d 勿 a n a r o m a t i z a t i o n p o t e n t i a l a p p l i c a t i o n o f a z a c h a l c o n e s i s p r o s p e c t e d b a s e d o n t h e p r e s e n t w o r k a n d t h e r e l a t e d r e f e r e n c e s . 3 3 n e w c o m p o u n d s w e r e r e p o r t e d in t h e p r e s e n t w o r k . a l l t h e c o m p o u n d s w e r e c h a r a c t e r i z e d b y i r a n d 1 h n m r . k e y w o r d : a z a c h a l c o n e s , s y n t h e s i s , mi c h a e l a d d it i o n , a r o m a t i z a t i o n , p y r i d i n e , p y r i m i d i n e 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己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 抓塑 辫 一 日 期 : 码卿 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 名 : a- 100 门币 加戈 叨 指导教师签名: 日期: a - 沪本否 、 学位论文作者毕业后去向: 工作单位 通讯地址 电话 邮编 东北师范大学硕上 论文 前言 查尔酮1 ( s c h e m e 1 ) 是一类两端联有芳环的 a , p 一 不饱和拨基化合 物。 它们制备容易， 且两端芳基的多变性赋予了这类化合物的多样性。 查尔酮中的烯酮片断具有1 位、3 位两个亲核位置，这为它们与其它 的物质先发生1 , 4 加成再环合构筑新的环体系奠定了基础。 有些查尔 酮中的碳碳双键在光催化的条件下可打开与另一分子的查尔酮发生环 加成反应。因此， 查尔酮在有机合成中是一类重要的有机合成中间体， 应用前景十分广泛。 0 1 a ri、/ a r2 s c h e me 1 查尔酮是黄酮类化合物的一种，在许多文献中都有过从天然产物 中分离 提取查尔酮的 报道d l 。 大量的文献曾 报道过查尔酮或带有查尔 酮片断的衍生物具有抗炎症、抗细菌、除草等功效，所以有关它的研 究也成为生物医药学、农学与食品学的一个重要课题。 现将查尔酮的研究进展概括如下: 第一部分:查尔酮的合成 一采用超声技术合成查尔酮 查尔酮是重要的有机合成中间体，通常由 苯乙酮或取代的苯乙 酮 和苯甲 醛或取代的苯甲 醛在醇钠或氢氧化钠催化下缩合得到。但此类 缩合反应副反应较多，以此影响了产率。9 0 年代发现有机筛对此反应 具有较好的催化效果，但不足之处是这种催化剂制备较困难而且价格 贵1 2 1 。 在进一步的 研究中发 现催化剂k f - a 1 2 0 3 制备简单， 提纯方便， 东北师范大学硕上论文 而且可反复使用， 缺点是催化时间长 ， 产率不高3 1 。黄丹，江国 庆报 道了以k f - a 1 2 0 : 为催化剂，以 苯乙酮和取代的苯甲醛为原料， 在超声 波作用下合成查尔酮4 1 ( s c h e m e 2 ) 。并且他们讨论了 超声辐射功率、 辐射时间对产物产率的影响，得出了最佳的合成反应条件。结果表明 该方法操作简单、条件温和、反应速度快、产率高不失为一种好的查 尔酮合成方法。 rr r工、心 oll ul t r a s o u n d s c h e me 2 ta b l e 1 翔-肠 c o m p d . 3 a北 3 e 3 d 3 e 3 f ahh h月 hh n ( q石 ) 2 o c 1 y n o s h i h hn q hh hh hh hhh 阅份护 二.氮杂查尔酮的合成 早 在1 9 5 5 年 就 有关 于 氮杂 查 尔 酮合 成的 研 究 i ) . c . s . m a r v e l , l . e . c o l e m a n a n d g . p . s c o t e 等人在研究氮杂查尔酮的合成中发现:苯乙酮 与2 - 毗咤甲醛按照 k . c h a d w e l l 在文献中所报道的制备亚节基乙酞苯 的 方 法6 1 没 有制得 氮杂 查尔 酮1 ， 而分离得到了 产物2 和3 ( s c h e m e 3 ) o 当溶剂中以乙醇为主时， 以麦克尔加成型产物为主; 当溶剂中不含乙 醇时， 只得到了3 0 0日0 n 、 人 仓 嘿 c4 ch,o - qlz s c h e me 3 因此， 他们采用降低温度， 变换溶剂和改变滴加方式等方法避免副 东北师范大学硕士论文 产 物的 生 成 ， 成功 的 合 成了 氮杂 查 尔 酮4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 1 0 ( s c h e m e 4 ) o 该方法具有， 操作简单， 反应迅速， 易于分离等特点， 但是产率不高 ( 2 3 % - 6 1 % ) ， 再加上毗咤甲醛和乙酞基毗咙的价格都比较高， 使这种 合成氮杂查尔酮方法在应用中受到了限制， 这也可能是关于氮杂查尔 酮的报道比较少的一个原因。 0 0 0 0 、护 恕 s c h e me 4 三.查尔酮的无溶剂合成 近年来无溶剂合成为有机合成中的一大热点。苯乙酮与苯甲醛在 无溶剂的条件下与固体氢氧化钠混合，通过研磨的办法就可以制得高 产 率的 查 尔 酮 17 3 ( s c h e m e 5 ) ， 产率 达9 0 % ， 这里 不 断的 研 磨 对相 转 移 起到了加速的 作用。 通过无溶剂缩合反应可在液一 液， 液一 固 ， 固 一 固之间 进行， 都得到了比 较满意的产率。 夕 r , gr i n d 噜人 s c h e me 5 t a b l e 3 3 1 13 11 苯甲醛 苯甲醛 苯甲醛 苯乙酮 苯乙酮 苯乙酮 3 n30 4 一 丁氧基苯甲 醛 4 一 丁氧基苯甲 醛 a - 辛缄从苯甲醛 4 - 乙酸基毗咤 2 - 经基纂苯乙 酮 abc 门j，、，j 东北师范大学硕士论文 pqrstu认 ，j内j内、j，、，j弓、弓 苯甲醛 苯甲醛 苯甲醛 苯甲醛 苯印醛 苯甲醛 苯甲醛 4 一 丁r l 基苯甲醛 4 一 丁r ( 基苯甲醛 苯乙酮 苯乙酮 苯乙酮 2 一 乙酞#毗咙 4 一 乙酞基毗喧 4 一 辛t l #苯乙酮 4 - b 肖 基苯乙 r d 苯乙酮 2 一 乙酞慕毗z 4 - 辛执基苯甲 醛 4 - 溪苯甲 醛 4 - 浪苯甲醛 4 - ( 4 - 辛#) 苯m fe a - ( a - 浪辛#) 苯m m 4 - ( 4 、 一 浪辛 基) 苯甲 醛 4 - ( 4 、 一 浪辛摧) 苯m醛 4 - 经基苯甲醛 4 一 乙酞#o 比 咙 4 - 碘苯乙n 1 2 一 乙酸基毗咤 4 一 乙f ft 基毗vi il 2 一 乙酞基毗咤 3 一 乙酞#毗咙 a 一 乙酸基毗咙 苯乙a i l 3 一 乙酸基毗咙 3d3e3f3g孙五3j旅31 四.具有特殊生物和药理活性的查尔酮的制备 查尔酮在生物医药领域内有很重要的地位。部分查尔酮或带有查 尔酮片断的衍生物具有抗炎症、抗细菌、除草等功效，所以它的合成 也是生物药物化学的一个重要课题。 ( 一) 用组合化学的方法制备具有药理活性的查尔酮 最近，报道了查尔酮衍生物具有良 好的抗炎症、抗过敏活性l8 1 基于此， a n i l m. d e s h p a n d e 采用组合化学的方法合成了 一系列含有蔡 环的查尔酮衍生物9 ， 经生物活性测试， 找出了 具有潜在抗l t b ; 的 化 合物( s c h e m e 6 ) a具体如下: 二 一 氏a s c h e me 6 ( 二 ) 具有抑制杂草生长作用的查尔酮的合成 s i m o n f e l d b a k等人报道了具有抑制寄生的欧亚甘草生长的查尔 酮的 合成 1 0 。 一般查尔酮的合成是采用氢氧化钠等碱做催化剂， 缩合 取代的苯甲醛和苯乙酮，但这种方法只适合没有酚轻基的查尔酮的制 备。而具有抑制杂草生长的目标产物查尔酮 l a - 1 c的芳环上都带有羚 基，所以要求在缩合之前，将酚轻基保护，以利于缩合反应的进行。 在反复的实验中，他们发现四氢毗喃具有很好的保护作用。将 2 a , 2 c 东北师范大学硕士论文 分别与3 , 4 - 一 二氢一二氢毗喃反应， 生成了3 a , 3 c 。 反应所得的粗产品 继续与碘甲 烷反应， 得到了4 a , 4 c . 4 a , 4 c 分别与7缩合生成5 a , 5 c , 再在盐酸水溶液中水解，5 a ,5 。脱去了四氢毗喃醚得到了目 标化合物 l a , 1 。 产率分别为8 4 % 和5 0 % ( s c h e m e 7 ) o l b 从6 出 发用相似的方法 合成出来，但是产率不高。 00 二 a 0r ,立 ii h z c o h c - ?i r 了 岛、 1 4a-cv pp i cha oh- 0喻 二 o c h a 二 s c h e me 7 第二部分: 查尔酮在有机合成中的应用 一查尔酮与碳亲核体的加成反应 ( 一) 查尔酮与活泼甲 基或亚甲 基化合物的麦克尔加成反应 1 . 无水氢氧化钡作催化剂条件下查尔酮的加成 1 9 8 2 年， a . g a r c l a - r a s o 等人发现无水氢氧化钡是查尔 酮1 与活泼 亚甲 基 化合 物2 发 生 麦 克 尔 加 成的 有效 催 化 剂 t i ( s c h e m e 8 ) 。 无 水 氢 东北师范大学硕士论文 氧化钡价格便宜而且易于制备 ( 将一般的氢氧化钡在 z o o摄氏度加热 三个小时) 。 催化剂若放置在潮湿的空气中， 其催化活性会大大的降低。 勺尸喃 尹 x 日 、 沪 b.(oh”一 s c h e me 8 ta b l e 4 东北师范大学硕士论文 查尔酮 x 化 合 物 ， 与 b e av 条 件 ir.k， 产物 化 学 式 产率 c l h 3 0 0 0 一一 o o c , h , r .t . . 8 h 3 b of c.ehsc2hs000 och3 8 5 r e fl u x , 5 h 5 b t芬寸 7 5 oc h 3h c c o 一一 (o o c h 3 r e fl u x , l 2 h 5 c 2 ” 。 一“ 6 丫丫l lm 5 7 5 r . t . , i o h 4 c c 2h 50 0 0 否 h zc o i 产 入 厂丫 o ff 8 0 - noah c c o 一一 c o o ch s r t ， 3 卜 4 d 二 o o c o 0 3n i o h 7 5 r e fl u x , 1 . 5 h 5 d c 2h 50 0 0 0 一 o ,n 丫 5 5 ch 3 h , c c 1) 一一c o o c , h , 5 e 。2神 cahsc hy000 1fo h 3c ) o )i 8 0 h r e fl e x , 1 2 h h 3 0 0 0 卜 -0 0 0 h 3 3 f 薰,h5c,h,ooc y0 98 r .t ., 1 6 h 一 ceh5h c ch3i rl-ir lll0 01 一 - ( c h 2 ) 5 - r . t . , 1 8 h 3 g / h5o10 0 东北师范大学硕 l 论文 查尔酮 x h 化合物 2与反应条件 r, r , 产物化学式 产率 h r .t . , 2 0 h - n02 一 0. 。日 5 ” -c o o ch , r .t , 8 h -c o o c , h , 1 3 h 刃, o n o , 自 -c o o ch s r .t . , 8 h -c o o c , i i ,! 3 k ch,-c o o c , h , r .t . . 8 h -c o o ch , 1 3 1 c . h , och,-c o o c z h , r . t . . 1 2 h- c o o c h , 一 m一 h ,c o y o c o o c , h s 2 . 查尔酮与乙氰乙酞尿素和乙氰乙酞呱睫的麦克尔加成 在室温下，将查尔酮与乙氰乙酞的衍生物 ( 2 : 1 )在无水乙醇溶 液中醇钠做催化剂的条件下搅拌，得大量沉淀，然后用醋酸重结晶得 * q 衍生 物i v 和多 取 代 环己 烷的 衍生 物v ( s c h e m e 9 ) 12 1 。 当乙 氰乙 酞尿素作为麦克尔反应的给体时，仅有环己烷的衍生物v被分离出， 由此可知，此反应中两分子的查尔酮与乙氰乙酞尿素发生麦克尔加成 反应，接着进行了环合，同时尿素分子被乙氧基或甲氧基所替代。然 而，当n 一 乙氰乙酞呱咙作为麦克尔反应的给体时， 仅有简单的麦克尔 加成产物被分离出来。这可能是由于，乙氰乙酞尿素的酸性比n 一 乙氰 乙酞呱r7 强，因此能发生两次加成反应。 东北师范大学硕士论文 一 岂;0hi iin-c-c -c11 一 川h,n- ，一 。 0ii一 hz- c- c - cm n11 c - c - a r - c o n- o a 尸_ 酋 h o a r u - a ,- o r h产匀icices 一h ar s c h e me 9 3 .通过查尔酮制得毗吮类化合物 毗健类化合物是一类重要的具有生物药理活性的物质，该类化合 物的研究和应用一直是科研热点。例如:毗咙及其衍生物特别是三联 毗淀可作为超分子化学中的结构单元 1 3 1 ，其光学性质又可应用在液 晶、 光敏化剂等方面 1 4 1 0 2 0 0 1 年， g a r e t h w . v . c a v e和 c o l i n l . r a s t o n 报道了 一 种合 成毗咙 类化合 物的 有效方 法 1 5 。 首 先，在固 体氢氧化钠 的催化下，通过研磨芳醛与芳酮的混合物制备了查尔酮。再向此体系 中加入另外一种芳酮无需再加入碱，继续研磨，发生了麦克尔加成反 应生成了1 , 5 一二酮类化合物。 将1 , 5 一二酮与醋酸钱在少量的醋酸溶 剂中 氧化形成了 毗睫环。 整个过程操作简单， 产率高 ( s c h e m e 1 0 ) o 反应过程如图: a echo ftsr t 时 0 ， i ten,砂 i a, 一 o s c h e me 1 0 东北师范大学硕士论文 1 9 8 1 年，a . a tt i a n和m. mi c h a e l 报道了丙二氰和氰基乙酸与氮杂 查尔酮的反应，并成功的制备了 毗咙类化合物 1 8 1 ， 产率在4 0 % 左右。 具体合成路线如下( s c h e m e 1 1 ) : , cn 十h c又 一cn o h 3 c - c - o n h 4 r e f ei oh + 。 zc , c o o hh zc c nr e f . e t o h r ，r.走 res凌./ j日日尸r r s c h e me 1 1 4 . 查尔酮与氰基乙酸乙酷的反应 氰基乙酸乙酷与查尔酮发生缩合反应，得到了一个意想不到的结 果 16 1 ， 即 生 成了 取 代的2 , 3 , 4 , 5 ,一四 氢 -8 -氧 喳 琳。 反 应的 机 理 如 下 ( s c h e me 1 2 ) : nce /e., h o , , p h 幼哪ph ph i h s c h e me 1 2 5 .以查尔酮为原料合成二氰查尔酮 不同类型的二氢化查尔酮衍生物人都存在于很多植物的果实内， 据 1 0 东北师范大学硕 卜 论文 报道该类化合物具有抗细菌活性、抗病毒活性和生理活性;一 些二氢 化查尔酮衍生物还具有抗肿瘤的活性，这促使了新类型的二氰查尔酮 衍生物的合成。该反应通常采用的催化剂为醇钠、胺等。近年来无机 载体氟化物作为一种碱性催化剂在有机合成中己获得了广泛的应用， 苏州师范大学的王苏惠等人报道了k f / a 1 2 0 3 催化下查尔酮5 , 5 一 二甲基 - 1 ,3 一 环己 二 铜 的 麦 克 尔 加 成 反 应 1 7 1 ( s c h e m e 1 3 ) . o a, o k f / a h 0 3 a r 少 、 -a f+ s c h e me 1 3 ( 二 ) 查尔酮的 手性麦克尔加成反应 近年来，查尔酮在手性催化剂下的不对称合成，成为了有机化学 中富有挑战性的一个研究领域。在这方面，由手性配体及过度金属离 子构成的设计精巧的手性相转移催化剂扮演了重要的角色。手性相转 移催化剂( p t o 具有选择性高、反应安全、反应条件温和、操作简单 等优点，是查尔酮手性加成反应中重要的试剂。 1 . 硝基甲 烷与查尔酮的不对称麦克尔反应 d a e y o u n g k i m等人在对手性催化剂的 研究中， 成功的合成了一 系列新的手性相转移催化剂 4 , 5 ，这类催化剂可催化硝基甲烷与查尔 酮的麦克尔加成反应， 产物具有中等的旋光纯度 1 9 1 ( s c h e m e 1 4 ) 0 叭 户 粗 p h - 义 户 、 + c h i n o = f - s u o k , p h ma n r h n ;压 矛 、o a rq ra.r 豁 s c h e me 1 4 东北师范大学硕士论文 2 . 三甲基烯醇醚与查尔酮的手性麦克尔加成 f u - y a o z h a n g和e . 3 . c o r e y 报道了 查 尔 酮与 三甲 基 烯醇醚的 手性 麦克 尔 加成 反 应( s c h e m e 1 5 ) 12 0 1 。 他 们 选 用了 手 性的 季 钱盐 做 催 化剂， 在一 2 0 下成功的合成出一系列产率和旋光纯度都很高的加成产物。 并 用烯醇醚代替了酮做反应物，具有如下三点优势:( 1 )与酮相比烯醇 的反应速度更快，( 2 )旋光纯度和产率更高，( 3 )减少了副反应。整 个反应的过程简单，并且具有很好的重复性。 灸、， 业 k, _a,为厂 、 o n旧 5 0 % k o h , 场抽. . 。 加 心 s c h e me 1 5 3 . 二乙基锌与查尔酮发生的手性加成反应 h u i h u i w a n 类配合物6 ， 这类配体与一价铜催化剂共同 作用， 使 二乙 基锌与查尔酮的1 , 4 一 手性加成反应顺利地进行，并且产物具有极 好的 旋光 纯 度( 9 8 % e e ) ( s c h e m e 1 6 ) 2 p 。 这 类催 化 剂 对 无 芳 香 环 的 烯 酮类物质同样具有高的催化活性。 o r 尹 c u (c h 3c n )4 b f 4 ， l 7 -l 4 江 皇 _ ， k 一二. 二 一 价 少 一 一 赞 ， 产， . r， 小 尺 r 以2 / n , 1 o l u e h e , - z du ， 6h s c h e me 1 6 东北师范大学硕士论文 ( 三)查尔酮的固相加成反应 1 , 3 一 二拨基化合物在强碱如: 氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡和乙 醇钠催化下与 a , p 一 不 饱和酮的 麦克尔加成反 应是形成 碳碳键的有效 方法。但是这类反应经常引起一些副反应，这些副反应不但使产率下 降，而且给反应物的提纯工作增加了难度。有文献曾经报道过用弱碱 如: 呱嘘、 叔氨、 季钱碱等催化 可得到比 较满意的 效果 2 2 1 。 在某种 程 度上，这些弱碱能减少麦克尔加成中的副反应，使产率得以提高。但 这种方法仍然存在着一些反应时间长和试验步骤繁琐等缺点。围绕着 以 上这些问 题， 2 0 0 3 年y a - w e i d o n g 等人提出了一种新的合成方法一 一高速振动研磨法 ( 简称为: h s v m) 2 3 1 ,即:在无溶剂的条件下用 碳酸钾做催化剂， 通过高速的振动研磨得到纯度好和产率极高的生成 物。 他们运用这种方法， 完成了1 , 3 一 二拨基化合物: 1 , 3 一 丙二酸二乙 酷 ( s c h e m e 1 7 ) 和乙 酞乙 酸乙 酷( s c h e m e 1 8 ) 与查尔酮和氮杂查尔酮在 碳酸钾催化下的麦克尔固相加成。这类反应有反应条件温和、产率高 反应、时间短、污染低、操作简单等特点。 c h z ( c o o e t )2 k 2 c o i ( 1 0 % e q u iv .) 一叻. .阳. .，. ，勺 日5 1 m s c h e me 1 7 c h , c o c h z c oo e t +tlt， c h 2 c o p h 十 e t 00、o c h a a r - 4 - c - c c h x+/ i n令 z i 叫 n. o h 一一心卜 e , oh 7 0 c s c h e me 3 3 b 3碱性条件下，查尔酮与2 - 氨基苯并咪哇反应 y i - + 介n - nh2 “ y 带 1 j x s c h e me 3 3 c 4 .在碱性条件下， 取代毗咤 0 查尔酮与3 -氨基丁烯氰反应， 获得2 , 3 , 4 , 6 -四 十 。2n 凡 e io hjar c n二烈竺军 4 : 1 e 创】 h h, c 1 j x s c h e me 3 3 d 5在碱 性条 件下， 查 尔酮与 6 -氨基 一1 , 3 一二甲 基二 氢咭咤 -2 , 4 一二酮反应 东北师范大学硕十论文 s c h e me 3 3 e 6 .在碱性条件下， 查尔酮与3 -氨基一5 , 5 一二甲基环己烯酮反应 产 丫 休八洲 1、 声气 户 x h z n y , 0 1 鲜 n . oh ， ， ， ， ， 刁卜 n 1 do日h, o ， nt s c h e me 3 3 f 四.查尔酮在配位化学中的应用 查尔酮具有抗病菌， 抗真菌， 抗细菌， 抗肿瘤等多种生物活性3 9 二价馆的 配合物又显示了 潜在的抗肿瘤活性【4 0 。 基于以 上两点， l a l l a n m i s h r a 等人深入研究了2 , 6 一 二苯并咪哇毗咙类和查尔酮类化合物，并 合成了它们的r u i i / i i i 聚毗陡配合物， 这类配合物具有抗艾滋病病毒和 细胞毒素的 活 性。 配体l h , l z , l 3 h , l 4 按文 献报道的 方 法合成出 来 ( s c h e m e 3 4 ) 4 , r u ( b p y ) 2 c 1 2 和 r u ( p h e n ) 2 c i2 在 氮 气 保 护 气 氛 下 ， 被 加 到了 配体溶液中， 搅拌4 8 小时。 然后加入过量的甲醇的n h 4 p f 6 溶液， 有 沉 淀 析 出 ， 经 提 纯 得 到 配 合 物1 , 3 , 5 , 7 ( s c h e m e 3 4 ) 4 2 1 0 q 、产 习 。i - 件刀人 护 东北师范大学硕士论文 s c h e m e 3 4 五. 查尔酮与氧化剂反应制取黄酮类化合物 y u h - m e e i l i n 等人在其关于黄酮、查尔酮类化合物作为药物抗结 核病菌的文章中提到了以查尔酮为底物制取黄酮类化合物的方法 ( s c h e m e 3 5 ) e4 3 1 。 查 尔 酮 与 二 氧 化 硒、 氢 氧 化 钠 与 双 氧 水 的 混 合 溶 液 和磷酸发生环合反应，依次制得了黄酮、黄酮醇和二氢黄酮。 以 coch3 ohc澎书x 价 y606 oh / / f l a v o n e fl a v a n n n e s c h e me 3 5 2 3 东北师范大学硕上论文 参考文献 1 . ( a ) t . i w a s h i a , j . k i t a j im a , p h y t o c h e m i t r y 5 5 ( 2 0 0 0 ) 9 7 1 - 9 7 4 ; ( b ) m. g e a n n e , d . a n d r a d e c u n h a , j . b e z a r r a f o n t e n e l e a n d v . l e t i c i a c o s t a - l o t u f o , p h y t o t h e r a p y r e s e a r c h p h y t o t h e r , r e s , 1 7 , 1 5 5 - 1 5 9 ( 2 0 0 3 ) 2 . 钟琦，陆荣键， 应用化学，1 9 9 0 , 1 7 ( 3 ) , 8 9 3 . 陆文兴， 颜朝， 顾惠芬， 化学试剂，1 9 9 5 , 1 7 ( 4 ) , 2 5 3 4 . 黄丹， 江国 庆， 有机 化学， 2 0 0 2 , 2 2 ( 1 2 ) , 1 0 5 7 - 1 0 5 9 5 . c . s . ma r v e l , l . e . c o l e m a n a n d g . p . s c o t c , j . o r g . c h e m .v o 1 .2 0 , 1 9 9 5 , 1 7 8 5 - 1 7 9 3 . 6 . k . c h a d w e l l , o r g . s y n t h e s i s , c o l l . v o l . 1 , 2 n d e . , 7 8 ( 1 9 4 1 ) 7 . w v . c a v e g a r e t h a n d l . r a s t o n c o l i n , j . c h e m. s e c . p e r k i n t r a n s . i . 2 0 0 1 . 3 2 5 8 - 3 2 6 4 8 . ( a ) f .h e r e n c i a , m. l .f e r r a n d i z , a .u b e d a , j . n .d o m i n g u e z , c h a r r i s , j . e . , me d . c h e m. l e ft . 1 9 9 8 , 8 , 1 1 6 9 ; ( b ) m. e .z w a a g s t r a , h . t i m m e r m a n , m. t h o m a , t . , j . me d . c h e m. 1 9 9 7 , 4 0 , 1 0 5 7 . 9 . a . m. d e s h p a n d e , n . p . a r g a d e , a . n .a r iv i n d , j . e c k m a n , b i o o r g a n i d a n d me d i c i n a l c h e m i s t ry 7 ( 1 9 9 9 ) 1 2 3 7 - 1 2 4 0 1 0 . s . f . n i e l s n , m. c h e n , 工g . t h e a n d e r , b i o o r g a n i c a n d me d i c i n a l c h e m i s t ry l e tt e r , v o l . 5 , n o . 5 , p p 4 4 9 - 4 5 2 , 1 9 9 5 1 1 . a . g a r c l a - r as o , j . g a r c l a - r a s o , b . c a m p a n e r , s y n t h e s i s , 1 9 8 2 , 1 0 3 7 1 2 . h. d. t a b b a . n. m. y o r s e a n d m. m. al - ar a b . c o l l e c t . c z e c h . c h e m . c o m m u n . ( v o l . 6 0 ) ( 1 9 9 5 ) 1 3 . g . w v . c a v e . m. j . h a r d i e . b . a . r o b e rt s a n d c . l . r ast o n , e u r . j . o r g . c h e m., 2 0 0 1 , 3 2 2 7 1 4 .fn e v e , s . c a m p a g n a a n d a . c r i s p i n i . i n o r