（有机化学专业论文）高立体选择性地合成环丙基杂环化合物方法的研究.pdf

上海大学硕士学位论文 摘要 本论文报导了一系列新型多取代的贫电子环丙基杂环化合物高立体选择 性合成。论文的主要工作如下： 第一部分 1 溴化苯甲酰基亚甲基三苯基钟在二水合氟化钾存在下，以乙二醇二甲醚 为溶剂，室温下与反一3 一苯基2 ( 5 一苯基一l ，3 ，4 一嗯二唑) 丙烯腈( 4 a 一4 e ) 反应， 高立体选择性的合成了反1 苯甲酰基2 取代苯基3 ( 5 一苯基一1 ，3 ，4 - 嗯二 唑) 一3 一氰基环丙烷( 5 a 5 i ) 。产物结构经i r ，1 hn m r ，”cn m r ，m s ，x r a y 及元 素分析予以确定。并进一步研究了溶剂，碱等因素对反应的影响，同时对反应 机理作了讨论。 第二部分 2 2 苯甲叉基氰基甲基1 ，3 苯并噻唑( 7 a 一7 9 ) 和溴化苯甲酰基亚甲基三苯 基钟在二水合氟化钾存在下，以乙二醇二甲醚为溶剂，室温下反应，高立体选 择性的合成了反1 一苯甲酰基- 2 一取代苯基一3 一苯并噻唑基一3 一氰基环丙烷( 8 a - 8 j ) 。 产物结构经m ，1 hn m r ，1 3 cn m r ，m s ，元素分析予以确定。 第三部分 3 溴化乙酰基亚甲基三苯基钟与2 一苯甲叉基氰基甲基1 ，3 苯并咪唑 ( 1 0 a 1 0 e ) 在二水合氟化钾存在下，以乙二醇二甲醚为溶剂，室温下反应，高立 体选择性的合成了反1 甲氧羰基2 取代苯基3 苯并咪唑基一3 一氰基环丙烷 ( 1 l a - 1 1 i ) 。产物结构经i r ，1 hn m r ，m s 及元素分析予以确定。 关键词：贫电子环丙烷高立体选择性胂叶立德 上海大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h ei n v e s t i g a t i o no fs y n t h e s i so fas e r i e so fc y c l o p r o p y lh e t e r o c y c l i c c o m p o u n d sw a sr e p o r t e da n ds t u d i e di nt h i sp a p e r p a r t o n e ( e ) 3 - p h e n y l 2 一( 5 - p h e n y l - 1 ，3 ，4 - o x a d i a z o l 2 一y 1 ) a c r y l o n i t r i l e ( 4 a - 4 0 r e a c t e d w i t hb e n z o y l m e t h y l t r i p h e n y l a r s o n i u m b r o m i d ei n d i m e t h y le t h y l e n e g l y c o l i nt h e p r e s e n c eo fk f - 2 h 2 0 a tr o o mt e m p e r a t u r et og i v el ，2 - t r a n s c y c l o p r o p a n e ( 5 a 一5 j ) i n e x c e l l e n ty i e l d sw i t hs t e r e o s e l e c t i v j t y t h es t r u c t u r eo fr e a c t i o np r o d u c t ( s a - 5 i ) w a s c o n f i r m e db yt h em e a n so fi r ，1 h n m r ，”c n m r ，m s ，x - r a ya n de l e m e n t a l a n a l y s i s p a r t t w o 一2 一( b e n z o d t h i a z o l - 2 y 1 ) - 3 - p h e n y l a c r y l o n i t r i l e ( 7 a - 7 9 ) r e a c t e dw i t h b e n z o y l m e t h y l t r i p h e n y l a r s o n i u m b r o m i d e i nd i m e t h y l e t h y l e n eg l y c o li nt h ep r e s e n c e o fk f 2 h 2 0a tr o o mt e m p e r a t u r et o g i v e1 - ( b e n z o d t h i a z o l 一2 y 1 ) 2 一b e n z o y l 3 - p h e n y l c y c l o p r o p a n e c a r b o n i t r i l e ( 8 a - 8 j ) i nh i g l ly i e l d t h e s t r u c t u r e sa n d c o n f i g u r a t i o n sw e r ec o n f i r m e db yt h em e a n so fi r ，1 h n m r ，”c n m r ，m sa n d e l e m e n t a l a n a l y s i s p a r tt h r e e ( e ) 一2 - ( 1 h b e n z o d i m i d a z o l 一2 一y 1 ) - 3 - p h e n y l a c r y l o n i t r i l e ( 1 0 a l o e ) r e a c t e dw i t h t h i e n o y l m e t h y l t r i p h e n y l a r s o n i u m b r o m i d ei nd i m e t h y le t h y l e n e g l y c o li nt h ep r e s e n c e o f k f 2 h 2 0 a tr o o m t e m p e r a t u r e t o g i v e1 - ( 1 h - b e n z o d 】i m i d a z o l 2 一y 1 ) 2 - p h e n y l - 3 - ( t h i o p h e n e - 2 c a r b o n y l ) c y c l o p r o p a n ec a r b o n i t r i l e ( 1 l a 1 1 j ) i nh i g h y i e l d t h es t r u c t u r e sa n dc o n f i g u r a t i o n sw e r ec o n f i r m e db yt h em e a n so fi r ， 1 h n m r ，m sa n de l e m e n t a la n a l y s i s k e y w o r d s ： c y c l o p r o p y lh e t e r o c y y c l i cc o m p o u n d ，h i g h l y s t e r e o s e l e c t i v e s y n t h e s i s ，a r s o n i u my l i d e l j 上海大学硕士学位论文 原创性声明 本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。 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发表 或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他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了谢意。 签名：二辩一日期：1 盥虹s ：乙 本论文使用授权说明 本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可 以公布论文的全部或部分内容。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名： 导师签名：逵! 生；日期：兰望：量 上海大学硕士学位论文 前言 探索杂环化合物的合成及生物活性是有机化学中最具生命力的研究课题之 一。其中环丙烷基杂环化合物由于三元环和杂环基都具有广泛的生物活性，根据 活性因子叠加的原理，合成带有不同环丙烷基的杂环衍生物可望得到一系列具有 特殊性能的化合物。同时三元环作为具有最小碳数的环状化学结构单元，其特殊 的张力结构和多取代环丙烷衍生物拥挤的空间构型也使得合成此类化合物成为 当代有机合成中一项极具有挑战性的工作。 含有环丙烷基杂环结构的化合物在药物化学中也引起了广泛的重视，已知有 大量的三元环基杂环结构单元存在于天然化合物中，且大多都具有一定的生物活 性。例如i h i ： c u r a c i na f r 一9 0 0 8 4 8 k a d s u p h i l a c t o n eb o 上海大学硕士学位论文 c 1 a v o s o l i d e sa 在药物化学研究中还发现某些用坏丙烷基代替其它基团修饰过的药物，其生 理活性和药物活性大大提高或得到了改善。如喹诺酮类化合物结构修饰中接入 个三元环导致了畅销药物环丙沙星( c i p r o f l o x a c i n ) 的发现，甚至与另种药物 结合后仍能保持其很好的杀菌性能弘1 ，而通过对组胺侧链的三元环改造，得到一个 优异的组胺h 3 受体拮抗剂【6 】： o r 鼬2 h i ：i 厶 h n j 丫v n 。_ o c 0 2 h c 0 2 r c e p h a l o s p o r i n q u i n o l o n eh y b r i dd e r i v a t i v e s g t 2 3 3 1 最近，通过一个三元环与杂环的并环排列，得到了一个强力的抗癌药物，据 研究，如果破坏此三元环结构，该分子立即失去生理活性，说明此结构正是分子 的活性中心【。 2 凇 v o 上海大学硕士学位论文 c c j l 0 6 5 h a c o 正由于具有环丙烷修饰结构的化合物在药效上优异的表现，近年来环丙烷衍 生物在药物化学中占据了显著的位置。到目前为止，已经有2 0 0 多种含环丙烷结 构的药物上市，例如【o 】： h e f a v i r e n z 抗艾滋病 c i b e n z o l i n e 抗心律失常 m o n t e l u k a s t 治疗哮喘 而最近的研究表明，通过设计与合成具有环丙烷基修饰的杂环化合物衍生 物，可望为高通量筛选提供化学多样性的备选化合物库，从而得到多种结构新颖 上海大学硕士学位论文 的先导化合物【1 1 j 。 正是由于环丙烷结构的重要应用价值，提出新的合成方法及制各含有环丙烷 结构的杂环化合物己成为有机合成的一个热点。目前，合成这类化合物主要有三 大类方法： ( 1 ) ：金属诱导卤代烃环丙烷法；例如1 1 2 j ： r e 咖r c h l z ( 2 ) ：过渡金属催化重氮化合物环丙烷法；例如【1 3 】 c h 2 n 2 ，p b ( o a c ) 2 ( o a c ) 2 0 ( 3 ) ：叶立德与贫电子烯烃的环丙烷法。例如【1 4 l ： 4 毫 1 0 - 、o t b o m s + + + 8 0 1 4 n h b o c 乏 9 0 o t b d m s 上海大学硕士学位论文 但这些方法普遍存在一些缺点，如缺乏通用性，立体选择性差，原料昂贵， 操作复杂，产率低等，这就大大限制了其应用价值和研究工作的进展。 鉴于上述情况，我们的研究目标是寻找一条具有通用性强，立体选择性高， 原料易得而又操作简便且产率高的合成路线。我们工作中主要关注的重点是： ( 1 ) 产物的结构含有广泛生理和药物活性的杂环 ( 2 ) 环丙烷中含有多种官能团。官能团对化合物的生理和药物活性具有关 键性的影响，但随着所带官能团的增多，立体异构体的数目也相应增加，因而高 立体选择性地合成多官能团环丙基衍生物是一项具有挑战性的工作。 我们研究小组已经报道了高立体选择性合成含有三种不同基团( 羰基，氰基 和芳基) 的环丙烷衍生物【2 7 1 ，在此基础上我们希望能进一步开阔此高立体选择性 方法的应用范围，合成带四种不同取代基的环丙烷衍生物。 论文分为以下三个部分： 第一章反一卜甲氧羰基一2 一( 5 一苯基1 ，3 ，4 一嗯二唑) 一2 一氰基一3 一取代苯基 环丙烷类化合物的合成 第二章反1 噻吩甲酰基2 取代苯基一3 一苯并咪唑基一3 氰基环丙烷的合成 第三章反1 苯甲酰基2 取代苯基3 苯并噻唑基3 氰基环丙烷的合成 上海大学硕士学位论文 第一部分反一卜甲氧羰基一2 一( 5 一苯基一1 ，3 ，4 一嗯二唑) 一2 一氰基 一3 一取代苯基环丙烷类化合物的合成 1 1 引言 探索杂环化合物的合成及生物活性是有机化学中最具生命力的研究课题之 一，在现有的众多杂环化合物中i34 堰l 二唑类化合物是一类重要的五元杂环化 合物，由于其广泛的生物活性，如消炎1 1 5 。、抗菌【i 6 l 、调节植物生长、杀虫【1 7 】等生物 活性及其广泛的应用前景颇受人们的青睐；许多衍生物己成功地用于医药、农药 中，更广泛的研究表明：1 , 3 ，4 一嗯二唑类化合物还在抗癌、止痛【“、降压、消水肿、 解痉挛【1 9 】，等方面的显示出优异的性能，其结构片断常出现在各种合成药物中。 例如【舢驯： 活性 d c p o 除蝇剂 a c l n 日丫日飞丫a r o 耋病菌三 d 杀虫剂 c i n = n u “r 汀0 目r 金黄色葡萄球菌抑制剂 另据文献报道【2 4 】，以下三元环与1 , 3 ，4 嗯二唑相连接的结构具有很好的杀虫 上海大学硕士学位论文 n 一， hc l s h o wg o o di n s e c t i c i d a la c t i v i t i e s 鉴于1 ，3 ，4 - 唿二唑基的重要应用价值，我们希望合成一系列含1 ，3 ，4 噫二唑 杂环的环丙烷衍生物，以期待此类化合物能显示一定的药物和生物活性。在这里 我们报道了一条在k f 2 t t 2 0 存在下，钟盐和烯烃高产率、高立体选择性的合成 反一卜甲氧羰基一2 ( 5 苯基一1 ，3 ，4 一嗯二唑) 一2 一氰基一3 一取代苯基环丙烷的新方 法。 1 2 反应过程 反3 苯基一2 一( 5 一苯基一1 ，3 ，4 嗯二唑) 丙烯腈( 1m m 0 1 ) ( 4 ) ，溴乙酸甲酯钟盐 ( 1 0 5m m 0 1 ) 1 k f 2 t 2 0 ( 3m m 0 1 ) 在乙二醇二甲醚( 1 5m 1 ) 中室温搅拌反应。用t c l 跟踪反应进程，当原料反应完后即停止反应。滤去不溶物，用乙酸乙酯洗，减压 抽去溶剂，用硅胶柱层析纯化( v ：v 8 ：1 石油醚乙酸乙酯淋沈) ，将溶剂抽干，再 用二氯甲烷石油醚( v ：v 1 ：1 ) 重结晶，即得到纯产物反一1 甲氧羰基2 取代苯基3 苯并噫唑基一3 一氰基环丙烷( 5 ) 。反应式和结果如s c h e m e 1 及t a b l e1 1 所示： 上海大学硕士学位论文 c n c h 2 c 0 2 c 2 h 5 + n 2 h 4 h 2 0 罟c n c h 2 c o n h n h 2 + l n f _ h ，0 o h n n r c n 型。 2 + 0e p h 3 a s c h 2 r b r r - c 。：c h 3 ，c 。p h ，苎0 囝，苎0 心 a t = p - o c h 3 c 6 h 4 ，p - n 0 2 c 6 h 4 ，o - c i c 6 h 4 s c h e m e1 1 o + a t c h 0 t a b l e1 - 1 贫电子环丙烷5 a - 5 i 的合成 k f 2 h ，o - - - - - 二： d m er t 产物 a rr 产率( )熔点( ) 5 a c 6 h 5c 0 2 c h 3 8 81 7 3 6 1 7 4 0 5 b p - c l c 6 凰 c 0 2 c h 3 9 02 2 1 7 2 2 2 0 5 c p - o c h 3 c 6 h 4c 0 2 c h 3 8 61 9 6 5 1 9 6 6 5 d p - n 0 2 c 6 h 4c 0 2 c h 3 8 11 8 7 6 1 8 7 9 5 e o c i c 6 h 4c 0 2 c r l 3 8 31 2 1 3 1 2 1 9 5 f c 6 h 5 c o p h8 7 3 0 0 ( 炭化1 5 9p - n 0 2 c 6 h 4 c o p h7 91 7 4 4 1 7 4 7 5 hc 6 h 5 f u r a n 2 - c a r b o n y l 8 71 5 0 4 1 5 0 6 5 i c 6 h 5 t h i o p h e n e - 2 - - c a r b o n y l 8 31 5 6 7 1 5 7 3 8 尹 上海大学硕十学位论文 为了确定最佳反应条件，我们做了一系列的条件试验，分别考察了溶剂、碱 以及反应时间对产率的影响。 1 2 1 碱对反应结果的影响 为了探索最佳反应条件，我们首先以d m e 为溶剂，在反一3 一苯基一2 一( 5 苯基 一1 ，3 ，4 唿二唑) 丙烯腈( 4 a ) 中加入溴乙酸甲酯钟盐反应生成( 5 a ) 为例，研究 了在反应中碱对产率的影响。发现在以k z c 0 3 为碱时反应体系颜色变深，点板 显示除产物点外杂点较多。所以在其它条件不变的情况下，将k 2 c 0 3 改用为 k f 2 h 2 0 和n a h c 0 3 ，发现反应液颜色澄清，但以k f 2 h 2 0 产率为最高。实验 结果见t a b l e1 2 ： t a b l e1 - 2 碱对反应产率的影响 碱 溶剂 时间( h ) 产率( ) k 2 c 0 3 d m e2 4 6 9 k f 2 h 2 0 d m e2 4 8 8 n a h c 0 3 d m e2 4 7 8 这种情况可能是由于k z c 0 3 的碱性比较强，生成的副产物多，而n a h c 0 3 和 k f 2 h 2 0 碱性弱，反应温和，极少发生其它的副反应，而相对来说以k f 2 h 2 0 为 碱所得产率为最高。 1 2 2 溶剂对反应的影响 根据对碱筛选的结果，我们选用以k f 2 h 2 0 为碱，变换不同的溶剂进行条件 实验，结果见t a b l e1 - 3 ： t a b l e1 - 3 溶剂对反应的影响 碱溶剂 反应时间( h )产率( ) k f 2 h 2 0 t h f 2 4 7 7 k f 2 h 2 0d m e 2 48 8 k f 2 h ，0 c h c l 3 2 4 8 6 上海大学硕士学位论文 从表中可知，当以d m e 为溶剂时产率最高，因此我们选择d m e 作为溶剂进 行反应。 1 2 3 反应时间对产率的影响 在确定反应溶剂( d m e ) 和碱( k f 2 h 2 0 ) 的基础上，我们仍以5 a 为例， 进一步摸索了反应时间对产率的影响。实验结果见t a b l e1 - 4 t a b l e1 4 反应时间对产率的影响 碱 溶剂 反应时问( h )产率( ) k f - 2 h ，o d m e2 4 8 8 k f - 2 h 2 0d m e 4 88 9 k f - 2 h 2 0d m e 7 28 9 从表中可以了解到，随着反应时间增长，得率基本保持不变，所以最佳反应 时间定为2 4 小时。 综合t a b l e1 - 2 ，t a b l e1 - 3 ，t a b l e1 4 ，确定最佳的反应条件为 1m m o l 的反3 一苯基2 ( 5 一苯基一1 ，3 ，4 嗯二唑) 丙烯腈和1 0 5m m o l 溴乙酸甲酯钟 盐及3m m o lk f 2 h 2 0 加入到1 5m ld m e 中，室温搅拌2 4 小时，生成化合物5 a 。 1 3 产物结构的确定 1 3 1 产物的图谱数据 t a b l e1 - 5 贫电子环丙烷5 a - 5 i 的元素分析及核磁氢谱数据 产 a rr 元素分析( ) 1 hn m r c d c l 3 ，6 ( p p m ) ，j ( n z ) l 物 c f o 。n a = 6 9 1 58 1 0 0 ，j = 8 1 0 ，2 h ，a r h 1 c c a l c d = 6 9 5 67 5 6 ( m ，3 h ，a r h ) h f o u n d = 3 8 37 4 6 ( m ，5 h ，a r h 1 5 a c 6 h 4 c 0 2 c h 3 h c a l 。d = 4 3 84 0 8 f d ，j = 7 9 6 ，1 h ，c h ) n f a u 。d = 1 2 1 0 3 2 8 ( d ，j = 7 9 6 ，1 h ，c h ) n c 。1 c d = 1 2 1 7 3 7 2 ( s ，3 h ，c h 3 0 ) c f o 。d = 6 3 2 3 8 0 9 ( d ，j = 7 9 7 ，2 h ，a r - u ) c 。i c d = 6 3 2 5 7 5 6 ( m ，3 h ，a r - h ) 5 b p c l c 6 h 4 c 0 2 c n 3 h f 0 。n d = 3 1 77 4 3 ( d ，j = 7 4 2 ，2 h ，a 卜h ) h 。l e d = 3 7 27 3 7 ( d ，j = 7 4 2 ，2 h ，a t - h ) 1 0 上海大学硕士学位论文 n f o 。d = l o 9 5 4 0 4 m ，j = 7 9 6 ，1 h ，c a ) n 。d c d = 1 1 0 6 3 2 4 ( d ，j = 7 9 6 ，1 h ，c h ) 3 7 2 ( s ，3 h ，o c h 3 ) 8 1 0 ( d ，j = 7 7 9 ，2 h , a r h 1 , d = 6 7 1 8 7 5 6 ( m ，3 h ，a r h 1 c o a l e d = 6 7 1 9 7 _ 3 8 阳，j = 8 7 9 ，2 h ，a t - i - i ) h f o u n d = 4 0 1 6 9 9 似，j = 8 7 9 ，2 h ，a t - h ) 5 e p - o c h 3 c 6 l - h c 0 2 c h 3 h 。l 。d = 4 5 64 1 7 似，j = 7 9 7 ，1 h ，c h l n 如d 2 1 1 1 2 3 3 4 似，j = 7 9 7 ，1 h ，c r l ) n 。1 “= 1 1 1 9 3 8 4 ( s ，3 h ，0 c h 3 1 3 7 5 ( s ，3 h , 0 c i - 1 3 ) c h 。d = 6 1 4 9 8 3 5 ( d ，j = 8 7 9 ，2 h ，a r - h ) c o a l e d = 6 1 5 4 8 1 0 ( d ，j = 8 1 0 ，2 h ，a t - h ) h 劬d = 3 1 3 7 3 5 ( a ，j = 8 7 9 ，2 h ，a i h 1 5 d p - n 0 2 c 6 h 4 c 0 2 c h 37 5 8 ( m ，3 h ，a r h ) h l e a = 3 6 2 3 2 4 ( d ，j = 7 9 6 ，1 h ，c h l n f o u n d = 1 4 3 7 4 1 8 f d ，j = 7 9 6 ，1 h ，c h ) n c a i c d = 1 4 3 5 3 6 2 ( s ，3 h 0 c i - 1 3 ) c f o 。, d = 6 3 3 58 1 0 0 ，j = 8 2 4 ，2 h ，a r - h 1 c o a l e d = 6 3 2 57 5 9 ( m ，3 h ，a 卜m h f o u n d = 3 8 87 4 0 ( m 4 h a r _ r i ) 5 e 0 - c 1 c 6 h 4c 0 2 c h 3 h 。k d = 3 7 24 1 7 m ，j = 7 9 6 ，1 h ，c h l n f 0 。d = 1 0 3 53 2 9 ( d ，j = 7 9 6 ，i h ，e f t ) n c a l c d = 1 1 0 63 7 5 ( s ，3 h ，o c m ) c 4 u d = 7 6 7 4 c c a l 枷= 7 6 7 1 8 0 3 ( d ，j = 8 5 9 ，1 h ，a r i - d h f o u n d = 4 2 8 8 o o ( d ，j = 8 5 9 ，1 h ，a r - h ) 5 fc 6 h s c o p h 7 4 5 7 7 6 ( m ，l l h ，a t - i - i ) h l c d = 4 3 8 n f o u 。d = l o 7 2 4 2 8 ( d ，j = 7 9 6 ，1 h ，c a ) n 。k d = 1 0 7 4 4 1 1 ( d ，j = 7 9 6 ，1 h ，c h ) c 姗n d = 6 8 7 4 c c 。k d = 6 8 8 0 8 0 7 ( d ，j = 8 5 9 ，2 h ，a r - a ) h f o d = 3 0 6 8 0 3 ( d ，j = 7 8 6 ，2 h ，a t - h ) 5 9p n 0 2 c 6 m c o p h 7 4 7 7 9 6 ( m ，i o h ，a r - n ) i c a l c d = 3 7 0 n f o 。d = 1 2 8 0 4 3 8 ( c l ，j = 7 9 7 ，i h ，c r i ) n c a l c d = 1 2 8 4 4 1 7 ( d ，j = 7 9 7 ，1 h ，c h ) c f 0 。d = 7 2 3 6 8 0 5 ( d ，j = 6 1 8 7 ，2 h ，a r h ) ( c d = 7 2 4 3 7 7 4 ( d ，j = 1 1 0 ，1 h ，a r i - i ) f u l a n 2 h f o u n d = 3 6 9 7 4 6 7 5 6 ( m ，8 h ，a r _ h ) 5 h c 6 h 57 3 6 ( d ，j = 3 0 3 ，1 h ，a r h 1 c a r b o n y lh c a l c d = 3 9 6 6 6 7 ( d d ，j = 3 0 3 ，1 0 1 ，1 h ，a t i - i ) n 舢_ l d = 1 1 0 4 4 2 4 ( d ，j = 7 9 6 ，1 h ，c h ) n c a l c d = 1 1 0 2 4 1 3 ( d ，j = 7 9 6 ，1 h ，c n c f 0 。d = 6 9 5 6 8 0 3 ( d ，j = 8 2 4 ，2 h ，a r h ) c c a l o d = 6 9 5 0 7 9 8 ( d ，j = 3 8 5 ，1 h ，a r - h ) t h i o p h e n e 一 h f o 。n d = 3 3 7 7 7 9 ( d ，j = 4 9 4 ，1 h ，a t - h ) 5 i c 6 h 57 4 6 7 5 6 ( m ，8 h ，a r h ) 2 一c a r b o n v lh c a l c d = 3 8 0 7 2 4 ( d d ，j = 3 8 5 ，4 9 4 ，i h ，a r h 1 n f o 。d = l o 5 4 4 2 7 ( c l ，j = 7 6 9 ，1 h ，c h ) n 。t c d = l o 5 7 3 9 9 ( c t ，j - - 7 6 9 ，1 h ，c h ) 上海大学硕士学位论文 t a b l e1 - 6 贫电子环丙烷5 a 5 i 的1 3 c n m r 数据 产 物 a rr”cn m r c d c l 3 ，d ( p p m ) 2 1 1 ，3 3 9 ，3 5 9 ，5 3 2 ，1 1 4 2 ，1 2 3 0 ，1 2 7 1 ， 5 a c 6 i - 1 4c 0 2 c h 31 2 8 3 ，1 2 9 1 ，1 2 9 2 ，1 3 0 7 ，1 3 2 3 ，1 5 8 4 ， 1 6 6 1 ，1 6 6 4 2 1 1 ，3 4 0 ，3 5 3 ，5 3 3 ，1 1 4 0 ，1 2 3 0 ，1 2 7 1 ， 5 b p c i c 6 h 4 c o z c h 3 1 2 9 1 ，1 2 9 3 ，1 2 9 4 ，1 2 9 7 ，1 3 2 3 ，1 3 5 3 ， 1 5 8 1 ，1 6 6 1 2 1 1 ，3 4 0 ，3 5 6 ，5 3 1 ，5 5 2 ，1 1 4 4 ，1 2 2 5 ， 5 c p o c h 3 c 6 i - 1 4 c 0 2 c h 31 2 3 0 ，1 2 7 0 ，1 2 9 1 ，1 2 9 4 ，1 3 2 2 ，1 5 8 5 ， 1 6 0 1 ，1 6 5 9 ，1 6 6 4 2 1 2 ，3 4 0 ，3 5 0 ，5 3 5 ，1 1 3 7 ，1 2 2 8 ，1 2 4 3 ， 5 d p n 0 2 c 6 i - 1 4 c 0 2 c h 31 2 7 1 ，1 2 9 2 ，1 2 9 5 ，1 3 2 5 ，1 3 7 9 ，1 4 8 2 ， 1 5 7 7 ，1 6 5 6 ，1 6 6 3 2 0 7 ，3 4 3 ，3 4 4 ，5 3 2 ，1 1 4 0 ，1 2 2 9 ，1 2 6 9 ， 5 e 0 一c 1 c 6 h 4c 0 2 c h 31 2 7 2 ，1 2 9 0 ，1 2 9 3 ，1 3 0 0 ，1 3 0 5 ，1 3 2 1 ， 1 3 5 8 ，1 5 8 1 ，1 6 5 8 ，1 6 6 0 2 2 5 ，3 6 2 ，3 7 5 ，1 1 4 6 ，1 2 3 0 ，1 2 7 0 ，1 2 8 3 ， 5 f c 6 h 5 c o p h 1 2 8 5 ，1 2 8 9 ，1 2 9 0 ，1 2 9 1 ，1 3 1 1 ，1 3 2 1 ， 1 3 4 4 ，1 3 5 7 ，1 5 8 6 ，1 6 5 8 ，1 9 0 2 2 2 6 ，3 5 1 ，3 7 5 ，1 1 4 1 ，1 2 2 7 ，1 2 4 2 ，1 2 6 9 ， 5 9p - n 0 2 c 6 h 4 c o p h 1 2 8 5 ，1 2 9 0 ，1 2 9 1 ，1 2 9 5 ，1 3 2 3 ，1 3 4 7 ， 1 3 5 4 ，1 3 8 4 ，1 4 8 1 ，1 5 7 8 ，1 6 6 o ，1 8 9 3 2 2 3 ，3 6 0 ，3 6 4 ，1 1 3 2 ，1 1 4 5 ，1 1 9 2 ，1 2 3 0 ， 5 1 a c 6 h 5 f u r a n - 2 - c a r b o n y l 1 2 6 9 ，1 2 8 2 ，1 2 8 9 ，1 3 1 0 ，1 3 2 0 ，1 4 7 9 ， 1 5 1 8 ，1 5 8 4 ，1 6 5 7 ，1 7 8 6 上海大学硕士学位论文 2 2 4 ，3 6 3 ，3 7 8 ，1 1 4 6 ，1 2 3 1 ，1 2 7 0 ，1 2 8 2 ， 5 i c 6 h 5 t h i o p h e n e - 2 c a r b o n y l1 2 8 7 ，1 2 9 0 ，1 2 9 1 ，1 3 1 1 ，1 3 2 1 ，1 3 3 6 ， 1 3 6 1 ，1 4 2 8 ，1 5 8 5 ，1 6 5 9 ，1 8 2 5 t a b l e1 - 7 贫电子环丙烷5 a s i 的红外及质谱数据 产物 i r 扣，c i b 。1 )m s ( m z ) 1 7 3 1 ( c o ) ； 3 4 5 ( m + , 1 9 6 ) ，3 1 4 ( 2 1 4 ) ，2 8 6 ( 5 9 2 3 ) ，2 5 8 ( 3 4 5 ) ， 5 a 2 2 4 5 ( c n ) ； 1 8 3 ( 1 7 9 1 ) ，1 5 5 ( 1 3 0 5 ) ，1 4 0 ( 4 6 1 8 ) ，1 0 5 0 3 4 2 ) ， 3 0 2 2 ，1 4 4 8 ，6 9 9 ( a r )7 7 ( 1 0 0 ) 1 7 2 9 ( c o ) ； 3 7 9 ( m + , 4 0 0 ) ，3 4 7 0 5 4 ) ，3 1 9 ( 1 0 0 ) ，2 1 7 ( 1 6 7 0 ) ， 5 b 2 2 4 9 ( c b 0 ； 3 0 3 0 ，1 4 4 7 ，7 0 4 ( a r ) 1 7 4 ( 1 8 5 4 ) ，1 3 8 ( 3 8 3 0 ) ，1 0 5 ( 5 3 8 2 ) ，7 7 ( 7 4 9 7 ) 1 7 3 1 ( c o ) ； 5 c 2 2 4 5 ( c n ) ； 3 7 5 ( m + , 3 9 3 ) ，3 4 2 ( 1 1 “) ，3 1 6 ( 3 5 8 0 ) ，1 7 0 ( 2 5 4 2 ) ， 3 0 2 6 ，1 4 4 6 ，7 0 7 ( a t ) 1 6 2 ( 3 5 3 3 ) ，1 0 5 ( 5 5 0 9 ) ，7 7 ( 7 6 9 8 ) ，4 4 ( 1 0 0 ) 1 7 3 1 ( c o ) ； 3 9 0 ( m + , 2 8 6 ) ，3 3 0 ( 1 0 0 ) ，1 8 2 ( 3 8 6 8 ) ，1 3 8 ( 1 8 8 8 ) 5 d 2 2 5 3 ( c n ) ； 3 0 3 5 ，1 4 4 8 ，6 9 5 ( a r ) 1 0 5 ( 4 4 8 2 ) ，7 7 ( 8 3 8 1 ) ，5 9 0 3 4 9 ) ，4 4 ( 3 2 4 3 ) 1 7 3 8 ( c o ) ； 5 e 2 2 4 8 ( c n ) ； 3 7 9 ( m + , 4 6 9 ) ，3 1 9 ( 1 0 0 ) ，2 1 7 ( 1 8 3 8 ) ，1 7 4 ( 1 8 1 7 ) ， 1 4 4 9 ，6 9 0 ( a r ) 1 3 8 ( 2 6 2 8 ) ，1 0 5 0 7 2 5 ) ，7 7 ( 9 9 0 4 ) ，5 9 0 8 2 6 ) 1 6 7 3 ( c o ) ； 5 f 2 2 4 3 ( c n ) ； 2 8 6 ( 1 0 6 4 ) ，2 7 2 ( 0 5 7 ) ，1 8 3 ( 1 6 0 ) ，1 5 5 ( o 7 4 ) ， 3 0 3 2 ，1 4 4 9 ，7 0 0 ( a r ) 1 4 0 ( 3 1 4 ) ，1 0 5 ( 1 0 0 ) ，1 0 3 ( 2 8 5 ) ，7 7 ( 3 8 8 0 ) 1 6 7 8 ( c o ) ； 4 3 6 ( m + , 0 2 7 ) ，3 3 0 ( 1 7 5 1 ) ，3 1 4 ( 0 5 6 ) ，2 8 6 ( 0 9 7 ) 5 9 2 2 4 4 ( c n ) ； 3 0 6 7 ，1 5 2 0 ，6 8 8 ( a r ) 2 2 8 ( 0 9 4 ) ，1 8 2 ( 2 4 9 ) ，1 0 5 ( 1 0 0 ) ，7 7 0 2 8 1 ) 1 6 5 5 ( c o ) ； 5 h 2 2 4 2 ( c n , w ) ； 2 8 6 ( 2 6 7 1 ) ，2 5 8 ( o 5 1 ) ，1 8 3 ( 3 0 4 ) ，1 4 0 ( 7 1 1 ) ， 3 0 6 7 ，1 5 6 6 ，7 0 1 ( a r ) 1 0 5 ( 5 5 9 ) ，9 5 ( 1 0 0 ) ，7 7 ( 1 4 9 2 ) ，5 1 ( 4 4 0 ) 1 6 5 0 ( c 0 ) ； 5 i 2 2 4 8 ( o n , w ) ； 2 8 6 ( 1 9 2 6 ) ，2 5 8 ( 0 5 0 ) ，1 8 3 ( 2 9 5 ) ，1 5 6 ( 1 2 8 ) 1 4 0 ( 5 0 5 ) ，1 1 1 ( 1 0 0 ) ，9 5 ( 9 0 1 ) ，8 3 ( 5 3 4 ) ，7 7 ( 1 4 6 7 1 3 0 3 7 ，1 5 4 6 ，7 0 0 ( a 0 1 3 2 产物的图谱解析( 以5 a 为例) 根据化合物的1 hn m r ，m s 谱，i r 以及元素分析等数据，下面以5 a 为例 对该系列化合物进行图谱解析。 化合物5 a 的m s 中分子离子峰为3 4 5 ，结合元素分析值，可知分子中含有2 0 上海大学硕士学位论文 个碳原子，1 5 个氢原子，3 个氮原子以及3 个氧原子，其不饱和度为1 5 。 从化合物的1 hn m r 数据来看，在3 2 8p p m 和4 0 8p p m 处各有一组代表一 个质子吸收并相互偶合的双重峰，j 值为7 9 6h z ，说明分子中存在c h c h 结构 片段，两个氢质子的化学位移向低场移动，可能与具有较强去屏蔽作用的基团相 连( 如芳基，羰基1 。在3 7 2p p m 处有一组代表三个氢原子的单峰，从化学位移来 看，应分别是甲氧基峰。7 4 6 8 1 1p p m 的3 组峰代表苯环上的1 0 个氢原子，说明 该化合物中存在两个苯环，其中氢质子化学位移处于较低场的苯环应与嗯二唑环 相连。 从红外光谱数据可见，在1 7 3 1c m 1 处有酯基吸收峰，在2 2 4 5c n l 4 女! ! 有氰基 的吸收峰，在3 0 2 2c m - 1 ，1 4 4 8c m 4 处是芳环中碳碳双键的伸缩振动及骨架振动 在6 9 9c m d 处是苯环的特征吸收峰。 由以上谱图数据得到分子中可能存在的基本结构片段为c h c h 一，c n ， - c o o c h 3 ，两个苯环和一个曝二唑环。所有片段加起来的不饱和度为1 4 ，尚余1 ， 说明此化合物中还应有一个环状结构。 推测化合物5 a 的结构为： 1 4 上海大学硕士学位论文 质谱裂解方式如下 m e = 3 4 5 p h c o n 1 e = 1 0 5 j p f m e = 7 7 j c 4 h + n l ，e = 5 1 丁一 y 卧 + s c h e m e1 2 州e = 2 8 6 l m ，e = 2 5 8 【o ：c = n y 吖 为了进一步确定5 a 的结构，我们做了x - r a y 分析，结果如n g 1 所示，证 实了我们的推测。 上海大学硕士学位论文 f i g 1x r a ys t r u c t u r eo fc o m p o u n d5 a 1 4 反应机理 f i g 2x - r a ys t r u c t u r eo fc o m p o u n d5 i 根据产物5 a 的结构，我们推测其反应机理女 i t ( s c h e m e1 - 3 1 ： 1 6 上海大学硕士学位论文 e 4 s c h e m e1 3 整个反应过程由一个m i c h a e la d d i t i o n 反应和紧随其后的e l i m i n a t i o n 反应组 成，其中决速步骤是第一步。首先绅盐在k f 2 h 2 0 的作用下形成胂叶立德，然后 叶立德中的负碳离子进攻化合物4 的碳碳双键，形成可能的过渡态( t s 一1 t s 2 ) 。 其中t s 一2 过渡态在扭转的到s n 2 所需要的反式构象过程中，分子内拥挤程度增 大( 4 个大基团共处于一侧) ，致使过渡态能量大为增加，于反应不利；而t s 1 则恰好相反，在扭转的过程中分子内的拥挤程度减小，所以，反应必然选择通过 t s 1 的过渡态的形式进行。最后一步e l i m i n a t i o n 反应碳原子从背面进攻使三苯 肿离去，只得到反式产物5 a ，从而实现了高立体选择性的转变。可见，此反应 姆 上海大学硕士学位论文 的高立体选择性的关键就是过渡态的构型和分子内s 。2 反应机理，使最终产物为 单一的反式产物。 为了进一步确证取代甲酰基钟盐中取代基大小对反应过渡态构象的影响，我 们选择了一个较大的取代甲酰基三元环( 5 i ) 对比做了一个x - r a y 分析，结果如 f i g 2 所示，表明反应仍