（有机化学专业论文）离子液体条件下杂环化合物的合成研究.pdf

离于液体条件下杂环化台物的合成研究 离子液体条件下杂环化合物的合成研究 中文提要 本论文分三个部分，主要报道了离子液体催化下多氢喹啉衍生物、 多氢苯并吡喃衍生物的合成、离子液体溶剂中多氢苯并吡喃衍生物的合 成以及功能性离子液体在氧化反应中的应用。 首先，对离子液体催化下( 1 2m 0 1 ) 多氢喹啉衍生物、多氢苯并 毗喃衍生物的合成研究。我们详细讨论了温度以及离子液体的种类等因 素对合成多氢喹啉衍生物的影响，找出了合成多氢喹啉衍生物的最佳条 件是在催化量的离子液体 h m i m b f 4 中，无溶剂条件下，温度在8 0 9 0 。c ， 搅拌几分钟即可得到产物。合成多氢苯并吡喃衍生物的最佳条件是在催 化量的离子液体 o m i m b f 4 中，温度在8 0 一9 0 9 c ，无溶剂条件下搅拌即可 得到目标产物。 其次，以离子液体为溶剂在室温条件下对4 俨苯并一 阴一吡喃衍生物 的合成研究，主要讨论了不同离子液体对反应的影响以及离子液体溶剂 的循环使用情况。 最后，我们合成了连有t e m p o 的三种功能性离子液体，并研究了 其在氧化反应中的催化作用，主要讨论了催化量为1m 0 1 的不同功能性 离子液体对反应的影响以及其循环使用情况。结果表明：在相同的时间 ( 1h ) 内，阴离子为p f 6 - 的功能性离子液体不仅具有很好的催化活性，收 率高而且能够循环使用。 关键词：功能性离子液体，催化剂，多氢喹啉衍生物，多氢苯并吡喃 衍生物，氧化反应 作者：蒋兆芹 指导教师：纪顺俊 离子 l l c 休条件下杂环化台物的台成研究 英文提要 s t u d yo ns y n t h e s i so fh e t e r o c y c l i cc o m p o u n d si ni o n i cl i q u i d s a b s t r a c t t h i st h e s i sd i v i d e si n t ot h r e ea s p e c t s i nt h i sp a p e r , w ed e s c r i b et h es t u d y o n s y n t h e s i s o f p o l y h y d r o q u i n o l i n e p o l y h y d r o b e n z o p y r a n d e r i v a t i v e s c a t a l y z e db yi o n i cl i q u i d s 、t h es y n t h e s i so fp o l y h y d r o b e n z o p y r a nd e r i v a t i v e s i ni o n i c l i q u i d s a n dt h eo x i d a t i o nr e a c t i o n so fa l c o h o l s c a t a l y z e db y t a s k - s p e c i f i c a li o n i cl i q u i d s f i r s t l y , w es y n t h e s i z e dv a r i o u si o n i cl i q u i d su n d e rm i c r o w a v ei r r a d i a t i o n a n dd i s c u s s e dt h e s t u d y o n s y n t h e s i s o f p o l y h y d r o q u i n o l i n e p o l y h y d r o b e n z o p y r a nd e r i v a t i v e sc a t a l y z e db yi o n i cl i q u i d s ，t h es e l e c t i o no f t h e s er e a c t i o n sc o n d i t i o n sw a si n v e s t i g a t e da n dt h eo p t i m u me x p e r i m e n t a l c o n d i t i o n sw e r ef o u n d t h es y n t h e s i so fp o l y h y d r o q u i n o l i n ed e r i v a t i v e sw a s c a t a l y z e db yi o n i cl i q u i d s h m i m b f 4w i t h o u ta n ys o l v e n t sa t8 0 - 9 0 c ，a n d t h es y n t h e s i so fp o l y h y d r o b e n z o p y r a nd e r i v a t i v e sw a sc a t a l y z e db yi o n i c l i q u i d s o m i m b f 4 a t8 0 - 9 0 。cu n d e rs o l v e n t - f r e ec o n d i t i o n s s e c o n d l y , w es t u d yt h es y n t h e s i so f4 h - b e n z o - 6 】- p y r a nd e r i v a t i v e sa t t h er o o mt e m p e r a t u r ei ni o n i cl i q u i d s t h ed i f f e r e n ti o n i cl i q u i d sa n dt h e r e u s eo f t h ei o n i cl i q u i d o m i m p f 6w e r ed i s c u s s e d t h i r d l y , w es y n t h e s i z e dt h r e et a s k - s p e c i f i c a li o n i cl i q u i d sw i t ht h et e m p o l i n k e dt h ec a t i o no ft h ei o n i cl i q u i d sa n ds t u d i e dt h e i ra p p l i c a t i o ni nt h e r e a c t i o no ft h eo x i d a t i o no fa l c o h o l s t h ed i f f e r e n tf u n c t i o n a li o n i cl i q u i d s a n dt h er e u s eo ft h ei o n i cl i q u i d s o m i m p f 6w e r ed i s c u s s e d t h er e s u l t s s h o w e dt h a tt h et a s k - s p e c i f i c a li o n i cl i q u i d sw i t ht h ea n i o no f p f 6 。n o to n l y h a v et h eg o o dc a t a l y s ta c t i v i t y , b u ta l s oc a nr e c y c l e di nt h es a m et i m el h k e yw o r d s ：t a s k - s p e c i f i c a l i o n i c l i q u i d ，c a t a l y s t ，p o l y h y d r o q u i n o l i n e d e r i v a t i v e ，p o l y h y d r o b e n z o p y r a nd e r i v a t i v e ，o x i d a t i o n 儿 w r i t t e nb y ：z h a o q i nj i a n g s u p e r v i s e db y ：s h u n - j u nj i 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。 研究生妊缉日期塑蜘笪 学位论文使用授权声明 苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论文合作部、中国 社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采 用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一 致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论 文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权苏州大学学位办办理。 研究生签名：落选聋 导师签名：继 日期：型丛：熊 日期：丝丛：啦丝 离了液体条件下杂五i = 化台物的台成研究 第一章义献综述 第一章文献综述 1 1 绿色化学简介 当今可持续发展作为指导各国经济社会发展的一项总体战略，已经逐渐被人们 所接受。化学工业在给人们带来众多利益的同时，也给生态环境带来了沉重的负担。 全世界石油化工和精细化工行业每年消耗的挥发性有机溶剂价值约为4 0 亿英镑，多 数挥发性的常规溶剂( 如卤代烃、苯等) 对环境造成了极大的影响。在经历了几十年 的末端处理后，人们逐渐认识到治理化工污染要从源头抓起，即开发清洁的生产工 艺，以达到标本兼治的效果。绿色化学( e 1 g r e e nc h e m i s t r y ) 的提出是环境战略由被 动反映转向主动行动，从治标转向治本的一个重要转折【”。所谓绿色化学是指从源 头上避免和消除对生态环境有毒有害的原料、催化剂、溶剂等的使用以及产物、副 产物的产生。力求使化学反应具有“原子经济性”，实现废料的“零排放” 2 1 。发 展绿色化学的核心问题是研究新反应体系，包括寻求新的化学原料、新的合成方法 和路线，探索新反应条件如使用超临界流体、离子液体、水等对环境无害的介质， 设计和研制绿色化工产品。1 9 9 4 年美国化学会召开了首届绿色化学讨论会；1 9 9 6 年 美国政府正式设立了“总统绿色化学挑战奖”；1 9 9 9 年“g r e e nc h e m i s t r y ”英文国际 杂志创刊。绿色化学作为绿色产业革命的主要科学基础，已成为当代化学的学科前 沿和重点发展方向之_ 1 3 1 。 绿色化学的概念已经深入到各个方面，各个学科，尤其是有机化学合成领域更为 关注。绿色化学在有机化学中具体体现在以下几个方面：有机合成中的原予经济性， 绿色溶剂的使用，选用绿色无毒可循环的催化剂，使用绿色的原料，实现少排放、零 排放等1 4 。现在，如何使有机化学反应尽可能在环境友好性条件下进行，已经是摆在 有机化学研究者面前一个不可回避的永久的话题。 1 2 离子液体在有机反应中的应用 2 0 世纪4 0 年代，t e x a s 的f r a n kh u r l e y 和t o mw i e r 在寻找一种温和条件电解 a 1 2 0 3 时把n 一烷基毗啶加入a i c b 中，加热试管后，奇怪的现象出现了，两固体的混 合物自发地形成了清澈透明的液体。这就是今天我们所说的离子液体的原型吼离 l 离子液体条件下杂环化合物的台成研究第一章义献综述 子液体顾名恩义就是完全由离子组成的液体，是低温( 9 0 a r a r 9 5 c p a r c p c p 9 9 c p a r a r c p f 9 9 9 9 9 8 a r 9 9 8 a r a r 上海化学试剂有限公司 a c r o s a c r o s a c r o s a c r o s 百灵威 a c r o s a c r o s a c r o s 上海化学试剂公司 上海化学试剂公司 上海双香助剂厂 上海化学试剂公司 上海试剂三厂 上海化学试剂公司 昆山市曼氏香精有限公司 上海化学试剂公司 上海化学试剂有限公司 江苏鸿声化工厂 a c r o s 常州市武进湖塘化工厂 上海化学试剂有限公司 a c r o s a c r o s 青岛海洋化工有限公司 南京化学试剂厂 2 2 仪器和设备 x t - 5 a 型显微熔点测定仪( 温度计未校正) ；三星微波炉( m 9 d 8 8 ，9 0 0w ， 2 i 离子液体条件下杂环化合物的合成研究 第二章实验部分 2 4 5 0 m h z ) ( 被改装) ；5 5 0 f t - i r 型红外光谱仪( k b r 压片法) ：v a r i a n i n o v a 型4 0 0 m 核 磁共振谱仪( c d c l 3 为溶剂) ；p e 一2 4 0 型元素分析仪；g c t - t o f 型高分辨质谱仪； w a t e r s 5 1 5 型液相色谱仪：r i g a k ur a x i sr a p i di p 面探测四圆衍射仪。 2 2 高于液体条件下杂环化含物的台成研究 第三章离子液体催化下多氢噻啉衔生物、多氢苯并毗喃衔生物的台成 第三章离子液体催化下多氢喹啉衍生物、 多氢苯并吡喃衍生物的合成 3 1 离子液体催化下多氢喹啉衍生物的合成 3 1 1 引言 近年来，l ，4 一二氢吡啶类化合物的合成引起了人们的广泛兴趣。这是出于1 ，4 一 二氢吡啶类化合物具有广泛的生理药物活性【】，例如，l ，4 - 二氢吡啶类化合物作为 c a ( i v ) 离子的通道剂【州能够治愈心律紊乱【5 - 6 1 等。相对而言，单环稠合的1 ，4 一二 氢毗啶类化合物的报道较多。由二环稠合的多氢喹啉衍生物的合成也引起了人们的 注意。 由于多氢喹啉衍生物的重要性，许多传统的合成多氢喹啉衍生物的方法1 7 - 1 2 】 是通过常规的在有机溶剂中加热回流法。然而，这些方法总存在一些不足之处， 比如反应时间较长，需要使用大量的有机溶剂以及产率偏低等。因此，人们仍然 在继续寻找和改进这样的合成方法。最近，屠树江 1 3 - t 4 1 等人报道了在微波辐射中 对多氢喹啉衍生物的合成。但是微波法毕竟不能生产，而且要想实现工业化也是 一个很难解决的问题，因此，如何有效方便地合成多氢喹啉衍生物仍需要化学工 作者们继续探索。 目前，离子液体作为有机反应的催化剂已经引起了人们的广泛注意，由离子液体 催化的一些有机反应已经得到了满意的结果，并有所报道”五o 】。这就给我们提供了一 些新的线索：使用离子液体作为催化剂来改善传统反应不仅成为可能，而且是可行的， 甚至是可以取得满意的结果的。据我们所知，目前为止利用离子液体在无溶剂条件下， 催化多氢喹啉衍生物的合成并没有报道。 我们课题组利用离子液体作为一种新的反应介质，研究t m a n n i c h 反应 2 1 1 和双吲 哚甲烷的合成2 2 纠。鉴于此，我们对多氢喹啉衍生物的合成进行了改善，在无溶剂条 件下，直接用离子液体作为催化剂，合成多氢喹啉衍生物。反应式如下： 堕! 些堡垒壁! 墨墅些鱼塑塑坌成研究 第三章离子液体催化下多氢喹啉衍生物、多氢苯井吡喃衍生物的合成 o r c h o + 人，c o o c 2 h 5 +n h 。o a 。 竺! ! ! ! ! ! 竺 h 5 3 1 2 结果与讨论 首先，我们选择了对氯苯甲醛作为一种典型的醛，探索了合成多氢喹啉衍生物的 最佳反应条件。结果总结于表1 。从表1 中可以看出：当反应在无溶剂条件下温度为2 5 c 时，加入催化量的离子液体 h m i m 】b f 4 的反应与不加任何催化剂相比，虽然产率没有 明显的提高，但是时闯已经有所缩短；当将反应温度提高至i j 9 0 * c 时，d i a 催化量的离 子液体与不加任何催化剂相比，不仅产率有所提高，而且反应时间也大大缩短。由此 可知，温度和催化剂对该反应很重要，该反应的最佳条件是在9 0 c 无溶剂条件下，离 子液体催化醛、乙酰乙酸乙酯、5 ，5 - - - 甲基一1 ，3 - 环己二酮和醋酸铵来合成多氢喹啉 d 仑c h 0 + 儿一众m 一妊心 里翌业堡婴壁! 坐堡( a 旦21 皇翌堕! ! 坚世里! 堕( 堕i 堕望! ! 垒( 堑芷 12 壁【垦翌! 翌】堡垦! i 根据从表1 中所得到的最佳反应条件，我们在9 0 。c 条件下继续探讨了不同离子 液体对该反应的影响。我们一共选择了七种离子液体，它们分别是 b m i m b f 4 、 【h m i m b f 4 、【o m i m b f 4 、【n m i m b f 4 、【d m i m b f 4 、【l i l n i m 】p f 6 和 h m i m b r 。结果总结 于表2 。其中离子液体 h m i m b f 4 、 d m i m b f 4 、 h m i m p f 6 以及t h m i m b r 都表现出了 很好的催化活性，反应时间为8 1 2 分钟，产率高达9 5 以上。 表2 不同离子液体催化合成多氢喹啉衍生物的反应4 曼坠虫! ! 垒塾熊! ! g 塑塑里! 堡f 里垫)堑! 堕( ! 垒z l b m i m b f 4 78 3 2 【h m i m 】b f 4 89 5 2 4 众 离子液体条件下杂环化台物的台成研究 第三章离了液体催化下多氧喹啉衍生物、多氧苯并吡哺衍生物的台成 3 o m i m b f 4 1 59 1 4 【n m i m b f 4 6 8 6 5 【d m i m b f 4 1 0 9 6 6 【h m i m p f 6 1 0 9 5 1【垒坐塑】墅! ；堑 8 所有反应都是按照对氯苯甲醛：乙酰乙酸乙酯：5 , 5 二甲基- i ，3 - 环己二酮：醋酸铵为 1 ：1 ：1 ：1 5 ( m o l a rr a t i o ) 的比例在无溶剂条什r 温度为8 0 9 0 。c 中反应；6 分离产率。 考虑到反应时间和产率，我们选择了离子液体 h m i m b f 4 作为合成多氢喹啉衍生 物的最佳催化剂。利用了以上探索的合成多氢喹啉衍生物的最佳反应条件，即在9 0 。c 无溶剂条件下，离子液体 h m i m b f 4 催化醛、乙酰乙酸乙酯、5 ，5 - 二甲基一1 ，3 - 环己 二酮和醋酸铵来合成多氢喹啉衍生物。我们以不同的醛为底物，一共合成了十种不同 醛取代的多氢喹啉衍生物。并且获得了较好的结果，结果总结于表3 。 表3 离子液体 h m i m b f 4 催化不同醛和乙酰乙酸乙酯合成多氢喹啉衍生物的反应。 e n t r y r c h o p r o d u c t s b t i m e ( m i n ) y i e l d ( ) m p ( ) o b t a i n e d r e p o r t e d 2 3 4 9 删。 地。o 9 明。 c ， 硎。 l o 。2 n c h 。 2 a 1 09 52 2 7 2 2 92 6 5 2 6 6 2 b99 62 6 0 - 2 6 12 6 3 - 2 6 4 - 1 2 2 c89 52 4 6 2 4 72 4 5 2 4 6 1 l ，1 2 2 d5 9 4 2 5 1 2 5 31 9 7 1 9 9 1 4 2 e1 49 12 4 2 2 4 4 即 叩 叩 毋旗藤鼹藤 离了液体条件下杂环化合物的台成研究第三章离了液体f i i 化下多氯喹啉衍生物、多氯苯并毗喃衍生物的合成 a 所有反应都是按照对氯苯甲醛：乙酰乙酸乙酯：5 ，5 一二甲基- l ，3 环己二酮：醋酸铵为 1 ：1 ：l ：1 5 ( t o o l a rr a t i o ) 的比例在无溶剂条件下温度为8 0 - 9 0 c q 僦：6 所有化台物都经过i r 、 1 h n m r 、h r m s 或e a 表征；。分离产率。 显然。芳环上取代基的不同对多氢喹啉衍生物的合成没有多大影响，因为这十 种多氢喹啉衍生物的产率都较高，就像底物为正庚醛的脂肪醛，也以8 9 的产率合 成了相应的多氢喹啉化合物。 为了进一步证明合成的多氢喹啉衍生物的结构，我们对化合物2 d 培养的单晶， 用c c d - - x 衍射仪进行了表征f 2 4 1 。单晶图、晶胞图见图i ( c c d c ：2 2 6 1 7 3 ) 。选取大 小为o 2 4m i n x 0 1 5m r n x 0 7 0 啪的化合物2 d 的单晶，在1 9 3 2 ( 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 = o 7 1 0 7 0a ) 辐射和扫描方式收集衍射数据。 在2 0 5 _ 5 5 0 0 范围内收集了2 1 5 2 8 个衍射点，其中独立衍射点4 0 1 5 个 r ( i n t ) = o 0 3 3 。 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d , - 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 = o 0 3 6 ，c a r = 0 0 9 6 。结构通过单晶x 一射线衍射分析表明其晶体属于单斜晶系， 空间群为c c ( # 9 ) ，晶胞参数为a = 1 8 6 0 7 ( 6 ) a ，b = 9 1 3 6 ( 3 ) a ，c = 1 2 1 5 7 ( 4 ) a ，p 2 1 一 t 1 1 6 2 3 ( 5 ) 。，v = 1 9 2 1 0 ( i o ) a 。，d e = 1 3 2 6 9 e m ，t ( m o k a ) 2 0 9 4c m 一，f ( 0 0 0 ) = 8 1 6 。 舅童塑堕! ! 堂! 塑墅些垒塑塑鱼塑壅 笙三兰墨王坚笪堡垡! 墨墨堕堕塑生塑：童整苎茎堂壁! 堑生塑塑鱼堕 图1 化台物2 d 的单晶衍射图 化合物2 d 的品胞图 表4 为非氢原子坐标和热参数，表5 为主要键长值，表6 为主要键角值。由表5 可知，o ( 4 ) 一c ( 1 7 ) 和o ( 1 ) 一c ( 9 ) 的键长分别为1 2 0 8 ( 3 ) a 和1 2 3 7 ( 2 ) a ，属于c = o 双 键；c ( 1 ) 一c ( 2 ) 和c ( 4 ) - c ( 5 ) 的键长分别为1 3 5 4 ( 3 ) a 和1 3 4 7 ( 3 ) a ，属于c = c 双键； n ( i ) c ( 1 ) 和n ( i ) - c ( 5 ) 的键长分别为1 3 6 8 ( 3 ) a 和1 3 8 7 ( 2 ) a ，属于c - - n 单键。 表4 非氢原子坐标和热参数b i s o b e q a t o mxyz b ( c q ) a t o m xyz b ( e q ) o ( i ) 0 2 4 7 8 6 ( 9 ) 1 1 8 5 5 ( 2 ) o 1 3 4 4 1 ( 1 2 ) 2 2 5 ( 3 ) o ( 2 ) 0 3 7 4 3 0 ( 1 0 ) 07 1 5 6 ( 2 ) 05 0 9 4 0 ( 1 3 ) 2 9 5 ( 3 ) o ( 3 )0 2 8 4 5 7 ( 1 0 ) 05 3i o ( 2 ) o 4 2 9 3 5 ( 1 3 ) 2 7 5 ( 3 ) o ( 4 ) 0 5 2 1 1 5 ( 1 1 ) 07 7 8 5 ( 3 ) 0 1 1 2 4 ( 2 ) 47 4 ( 5 ) 0 5 )0 4 9 2 5 1 , ( 9 ) 09 3 2 9 ( 2 ) o 2 3 2 6 ( 1 )2 7 7 ( 3 ) n ( 1 ) 02 8 5 7 0 ( 1 0 ) 08 3 5 1 ( 2 ) - o1 2 1 3 ( 2 ) 1 8 9 ( 3 ) c ( 1 )0 2 4 1 5 6 ( 1 1 ) 0 9 3 7 7 ( 2 )- 0 0 9 3 6 ( 2 ) 16 0 ( 4 ) c ( 2 ) 0 2 6 4 8 8 ( 1 i ) 0 9 9 3 9 ( 2 )0 0 1 7 2 ( 2 ) 1 5 4 ( 4 ) c ( 3 ) o3 3 6 9 8 ( 1 1 ) o 9 3 5 8 ( 2 ) 0 1 1 4 9 ( 2 )1 5 8 ( 4 ) c ( 4 )0 3 9 0 5 4 ( 11 ) 08 6 4 6 ( 2 ) 0 0 6 0 5 ( 2 )1 7 5 ( 4 ) c ( 5 )o 3 6 2 5 2 ( 1 2 ) o 8 11 4 ( 2 )- o 0 5 0 7 ( 2 ) 1 7 7 ( 4 ) c ( 6 ) 0 1 7 0 6 4 ( 1 1 ) 0 9 8 6 1 ( 2 ) - 01 9 4 4 ( 2 ) 1 9 1 ( 4 ) c ( 7 )o 1 1 0 9 2 ( 1 1 ) i 0 6 2 2 ( 2 )0 1 5 4 3 ( 2 ) l9 4 ( 4 ) c ( 8 ) 01 5 3 3 7 ( 1 2 ) 1 1 7 4 9 ( 2 )- 0 0 6 0 3 ( 2 )2 0 7 ( 4 ) c ( 9 ) c ( 1 0 ) c r c ( c ( c ( 1 ) 2 】 3 ) 4 ) o 2 2 4 3 5 ( 1 2 ) 0 ，3 1 8 5 1 ( 1 1 ) 0 2 6 5 6 7 ( 1 2 ) 0 2 5 0 3 3 ( 1 3 ) 0 2 9 0 4 8 ( 1 2 ) 0 3 4 3 5 4 ( 1 2 ) 1 1 1 8 8 ( 2 ) 08 2 5 5 ( 2 ) 07 1 3 4 ( 2 ) 06 0 7 6 ( 3 ) 0 6 1 8 0 ( 2 ) 0 7 2 8 3 ( 2 ) 00 3 9 1 ( 2 ) 0 1 9 6 5 ( 2 ) 0 1 4 9 7 ( 2 ) 0 2 2 0 9 ( 2 ) 0 3 4 0 1 ( 2 ) 03 8 7 7 ( 2 ) 1 7 3 ( 4 ) i5 7 ( 2 0 6 ( 4 ) 23 9 ( 4 ) 2 0 4 ( 4 ) 1 9 9 ( 4 ) c ( 1 5 ) o 3 5 8 5 6 ( 1 2 ) 0 8 3 4 4 ( 2 ) 0 31 9 3 ( 2 ) 1 8 5 ( 4 ) c ( 1 6 )0 3 4 4 8 ( 2 )o 5 s 0 7 ( 3 ) 0 5 3 5 3 ( 2 )2 7 8 ( 5 ) c ( 1 7 ) o 4 7 3 5 7 ( 1 2 ) o8 5 1 5 ( 3 ) 0 1 3 3 7 ( 2 ) 22 2 ( 4 ) c ( 1 8 ) 0 5 7 3 1 7 ( 1 3 ) 0 9 3 8 9 ( 3 ) 0 3 1 0 0 9 2 ) 31 7 ( 5 ) c ( 1 9 ) 0 5 7 6 2 ( 2 ) 09 5 8 1 ( 3 )04 3 3 0 ( 2 )38 2 ( 6 ) c ( 2 0 ) o4 0 5 3 4 ( 1 2 ) 07 3 0 3 ( 3 ) 0 11 4 3 ( 2 ) 2 3 7 ( 4 ) c ( 2 1 ) o 0 6 9 8 9 ( 1 3 ) 0 9 5 1 5 ( 3 ) - oi 0 3 4 ( 2 ) 27 1 ( 5 ) c ( 2 2 ) 0 0 5 1 5 7 ( 1 3 ) 1 1 3 7 4 ( 3 ) - 0 2 6 2 1 ( 2 ) 28 2 ( 5 ) b e a f f i8 37 c | 2 ( u 1 1 ( a a * ) 2 + u 2 2 ( b b + ) 2 + u 3 3 ( c c * ) 2 + 2 u 1 2 ( a a + b b + ) c o s y + 2 u 1 3 ( a a + ) c o s p + 2 u 2 3 ( b b + c c + ) c o s ) 表5 主要键长值( a ) b o n dd i s t d i s t o ( i ) - c ( 9 ) 0 ( 2 ) 4 2 ( 1 6 ) 0 ( 3 ) - c ( 1 6 ) o ( 5 ) c ( 1 7 ) n ( i ) - c ( 1 ) c ( i ) c ( 2 ) 1 2 3 “2 ) i 4 3 1 ( 3 ) 1 4 3 4 ( 2 ) l - 3 4 6 ( 3 ) 1 3 6 8 ( 3 ) i 3 5 4 ( 3 ) c ( 7 ) - c ( 2 2 ) c ( i o ) - c ( i i ) c ( i i ) - c ( 1 2 ) c ( 1 3 ) - a 1 4 ) c ( 1 8 ) , c ( 1 9 ) o ( 2 ) - c ( 1 4 ) i 5 3 i ( 3 ) 1 3 8 8 ( 3 ) i t 3 9 6 ( 3 ) 1 3 7 9 ( 3 ) i4 8 6 ( 4 ) 1 3 8 0 ( 2 ) c ( 1 ) - c ( 6 ) c ( 2 ) - c ( 9 ) c ( 3 ) - c ( 1 0 ) c ( 4 ) - c ( 1 7 ) c ( 6 f c ( 7 ) c f 仕c ( 2 1 ) 1 4 9 9 ( 2 ) 1 4 4 6 ( 3 ) 1 5 3 9 ( 3 ) 1 , 4 7 9 ( 3 ) i 5 3 5 ( 3 ) 】5 2 8 1 舢 壅王坚堡墨竺! 墨! 些坌塑壁垒壁旦塞墨三兰塑三堕堡堡些! 童型堑竺塑：兰墨茎! 塑! 塑! 兰塑塑垒! 苎 c ( 2 ) - c ( 3 ) 15 2 3 ( 2 ) o ( 3 ) - c ( 1 3 )i 3 8 1 ( 3 )c ( 8 ) c ( 9 ) i5 1 3 ( 3 ) c ( 3 ) - c ( 4 ) 15 3 0 ( 3 ) o ( 4 ) - c ( 1 7 ) l2 0 8 ( 3 ) c ( 1 0 ) - c ( 1 5 )1 4 0 4 ( 3 ) c ( 4 ) - c ( 5 ) 13 4 7 ( 3 ) o ( 5 ) 一c ( i5 ) l4 4 9 ( 2 ) c ( 1 2 ) c 1 3 ) 13 6 8 ( 3 ) c ( 5 ) 一c ( 2 0 ) 14 9 5 ( 4 ) n ( i ) 一c ( 5 ) i 3 8 7 ( 2 )c ( 1 4 ) 一c ( 1 5 ) 13 7 i ( 3 ) c ( 7 ) 一c ( 8 ) 15 2 4 ( 3 ) c ( 1 7 ) 一0 ( 5 ) - c ( 1 8 ) c ( 2 ) 一c ( i ) c ( 6 ) c ( 6 ) - c ( i ) - n ( 1 ) c ( 3 ) c ( 2 ) - c ( 1 ) c ( 4 ) c ( 3 ) - c ( i o ) c 0 0 ) c ( 3 ) - c ( 2 ) c ( 5 ) 一c ( 4 ) - c ( 3 ) c ( 2 0 ) c ( 5 ) - n ( 1 ) n ( i ) - c ( 5 ) - c ( 4 ) c ( 8 ) c ( 7 ) - c ( 2 1 ) c ( 8 ) - c ( 7 ) - c ( 6 ) c ( 2 d c ( 7 ) - c ( 6 ) 11 7 8 ( 2 1 1 2 4 3 ( 2 ) 1 1 54 ( 2 ) 1 2 0 7 ( 2 ) 1 0 9 6 ( 2 ) 1 1 29 ( 2 ) 1 2 1 o ( 2 1 i1 2 4 ( 2 ) 1 1 9 6 ( 2 ) 1 1 0 0 ( 2 ) 1 0 7 9 ( 2 ) 1 1 0 9 ( 2 1 c ( 1 3 ) - c 0 2 ) c ( 1 1 ) c ( 1 4 ) c 0 3 ) c ( 1 2 ) c 0 5 ) - c ( 1 4 ) - o ( 2 ) 0 ( 2 ) - c ( 1 4 ) - c ( 1 3 ) o ( 2 ) - c 0 6 ) - 0 ( 3 ) o ( 4 ) c ( 1 7 ) 一c ( 4 ) c 0 9 ) - c ( t 8 ) - o ( 5 ) c 0 3 ) - 0 ( 3 ) c ( 1 6 ) c ( 1 ) - n ( i ) - c ( 5 ) c ( 2 ) - c ( 1 ) - n o ) c ( 3 ) - c ( 2 ) 一c ( 9 ) c ( 9 ) - c ( 2 ) c ( i ) c ( 9 ) - c ( 8 ) - c ( 7 )1 1 5 4 ( 2 ) c ( 4 ) - c ( 3 ) c ( 2 ) 0 0 ) c ( 9 ) - c ( 8 ) c 0 1 卜c ( 1 0 ) - c ( 1 5 ) 11 9 0 ( 2 ) 1 1 9 8 ( 2 ) c ( 5 ) - c ( 4 ) - c ( 1 7 ) c ( 1 7 ) - c ( 4 ) - c ( 3 ) 1 1 6 9 ( 2 )c ( 7 ) - c ( 6 ) - c ( i ) 1 2 1 5 ( 2 )c ( 8 ) c ( 7 ) - c ( 2 2 ) 1 2 7 8 ( 2 )c ( 2 i p c ( 7 ) 一c ( 2 2 ) 1 0 9 8 ( 2 )c ( 2 2 ) 一c ( 7 ) - c ( 6 ) 1 0 8 1 ( 2 )o ( 1 ) c ( 9 ) - c ( 2 ) 1 2 6 9 ( 2 )c ( 2 ) - c ( 9 ) c ( 8 ) 1 0 7 7 ( 2 )c ( it ) - c ( 1 0 ) - c ( 3 ) 1 0 51 ( 2 ) c 0 2 ) - c ( 1 1 ) - c ( 1 0 ) 1 2 2 0 ( 2 ) c ( 1 4 ) - c ( 1 3 ) - 0 ( 3 ) 1 2 0 2 ( 2 ) 0 ( 3 ) - c ( 1 3 ) - c ( 1 2 ) 1 2 0 1 ( 2 ) c ( 1 5 ) - c ( 1 4 ) - c ( 1 3 ) 1 1 9 0 ( 2 )c ( 1 0 ) - c 0 5 ) - c ( 1 4 ) 1 0 9 7 ( 2 )o ( 4 ) - c ( 1 7 ) 一c ( 5 ) 1 2 0 5 ( 2 ) o ( 5 ) - c 0 7 ) - c 4 ) 1 1 86 ( 2 ) h _ _ _ _ _ _ _ 一 为了研究取代基的立体位阻对该反应的影响，我们分别用苯甲酰乙酸乙酯、二苯 乙酮代替了乙酰乙酸乙酯，研究了不同取代基对合成多氢喹啉衍生物的影响。具体反 应结果分别见表? 、表8 。 从表7 中可以看出：当用苯甲酰乙酸乙酯代替乙酰乙酸乙酯时，反应时间有所延 长。产率有所降低，可能是因为位阻交大的原因。其中，以含有吸电子基团的对氯苯 甲醛和邻硝基苯甲醛为底物合成的3 b 和3 9 产率较高，而以含供电子集团的胡椒醛为 底物的反应时间最长，产率也最低。总的来说，用苯甲酰乙酸乙酯来合成多氢喹啉衍 生物也取得了满意的结果。 表7 离子液体 h m i m b f 4 催化不同醛和苯甲酰乙酸乙酯合成多氢喹啉衍生物的反应4 r c h o + l ( 1 a - h 1 + o o + n h 4 0 a c m m i m b f 4 3 ( 3 a h ) 2 h s 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 玉蜀5 0 2 8 8 2 0 4 4 2 8 3 n m北博加丝m勰舱“ 从 塑三蔓堡墨堡：! 墨! 垡鱼塑竺宣堕竺塑 篁兰童塑三壁竺堡些! 墨塑堕堂堡生塑：兰墨苎苎壁堕塑生塑塑鱼堕 4 所有反应都是按照对氯苯甲醛：苯甲酰乙酸乙酯：5 ，5 一二甲基l ，3 环已二酮：醋酸铵为】：l ：l ：l 5 ( m o l a rr a t i o ) 的比例在无溶剂条件下温度为8 0 9 0 中反应：6 所有化合物都经过i r 、1 hn m r 、 h r m s 或e a 表征：h p l c 产率。 曼王望堡墨! ! ：! 墨竺些垒塑竺垒堕塑 笙兰里苎王塑苎堡些! 兰苎壁塑堂! 塑：墨塾苎：；! ! ：塑堑竺塑箜鱼堕 从表8 可以看出：当用二苯乙酮代替乙酰乙酸乙酯或苯甲酰乙酸乙酯时，反应效 果不如前面两种反应理想反应时间有所延长，产率大大降低。这可能有两个原因： 一是该产率为重结晶提纯后的产率，产物损失较大；二是底物二苯乙酮的位阻比乙酰 乙酸乙酯和苯甲酰乙酸乙酯的位阻大。我们认为位阻应该是使得该反应产率低的主要 原因。 表8 离子液体 h m i m b f 4 催化不同醛和二苯乙酮合成多氢喹啉衍生物的反应。 o r c h o + p h 八p h + l ( 1 a o 曲 o + n h 4 0 a c o： h 4 ( 4 a - g ) e n t r y r c h o p r o d u c t s 6 t i m e ( h ) y i e l d ( ) 。 2 3 4 5 9 洲。 。廖删。 。，囝 洲。叫。 眦d 明。 3 0 4 a 1 54 4 4 b 24 8 4 c 25 0 4 d25 3 4 e2 4 1 璺! 苎竺墨竺! 茎! 些鱼塑塑鱼堕竺壅 兰三! 壅三堕壁堡堑兰墨些塑塑竺塑：兰墨茎i ! ! ：壁堕塑生塑塑鱼堕 6 7 o g 佣。 o c h 3 勰：。r ：s 。 h h 4 9 i 56 0 。所有反应都是按照对氯苯甲醛：二苯乙酮：5 , 5 二甲基一1 ，3 - 环己二酮：醋酸铵为i ：i ：1 ：i 5 ( m o l a rr a t i o ) 的比例在无溶剂条件下温度为8 0 9 0 中反应：6 所有化合物都经过i r 、h n m r 、 h r m s 或e a 表征：。分离产率。 3 1 3 结论 通过研究发现，合成多氢喹啉衍生物的最佳条件是，在催化量的离子液体 h m i m b f 4 下，温度为8 0 - - 9 0 c ，无溶剂条件下搅拌。离子液体作为催化剂，在无溶 剂条件下，能够有效的催化二酮、醛、乙酰乙酸乙酯和醋酸铵合成多氢喹啉类化合物 的反应。在方法学上主要体现了以下几大优点：( 1 ) 相对简单的催化体系：( 2 ) 较短的 反应时间：( 3 ) 较高的产率：( 4 ) 简单的操作步骤。 3 2 离子液体催化下多氢苯并吡喃衍生物的合成 3 2 1 引言 钾通道开放剂是一类抗高血压药物，能特异性增强细胞膜离子的通透性，表现为 对平滑肌的舒张作用，成为心血管药物研究的一个热点。钾通道开放剂有多种结构类 型，其中研究最多的是以c r o m a k a l i m 为代表的药物即苯并毗喃类衍生物 2 5 - 2 8 】。苯并毗 喃及其衍生物具有广泛的生理活性和药理活性【2 9 t 3 0 1 ，如抗发育不全、抗过敏作用p 2 】 和抗癌活性f 3 3 增。2 氨基苯并吡喃衍生物含有苯并毗喃的结构单元，其制各通常在催 化剂存在下，通过传统热反应得到的，反应时间较长【3 引。 在前面我们介绍了离子液体催化下多氢喹啉衍生物的合成，在这里我们将讨论离 子液体催化下苯并吡喃衍生物的合成，有关苯并毗喃衍生物的阐述详见综述和第四章 内容。反应式如下： 州 毋 离了液体条件下杂环化台物的台成研究第三章离子液体催化下多氢畦啉衍生物、多氢苯并咄哺衍生物的台成 玫c h o + 2 驴t 6 ( 6 a - b ) r 数：一( c c n o 如 ! ! 竺竺! 竺。r r 7 ( 7 a - b ) 6(0a-b)8(8a-b) 6 a ：r i ：h ，r 2 = h ，r 3 = h ；6 b ：r t = h ，r 2 = qr 3 _ i ；6 c ：r i = t - b u ，r 2 = h ，r 3 = t - b u 3 2 2 结果与讨论 首先，我们用水杨醛和5 ，5 一二甲基一l ，3 一环己二酮在无溶剂条件下，温度控制在 8 0 - 9 0 ( 2 ，讨论了不同离子液体催化该反应的结果。我们一共研究了六种离子液体， 反应结果见表9 。从表9 中可以看出，当我们不加任何催化剂时，该反应产率为7 5 ( e n t r y7 ) ，但是当加入催化量的离子液体时，这六种离子液体中无论那一种离子 液体催化该反应都使反应产率有所提高，其中离子液体 o m i m b f 4 、f o m i m p f 6 、 h r a i m b f 一或 b m i m b f 4 反应产率均在9 0 以上。这说明离子液体催化该反应有着较 好的效果。 表9 不同离子液体催化合成苯并毗喃衍生物的反应。 件下温度为8 0 - 9 0 ( 2 中反应：6 分离产率 离子液体条件下杂环化合物的台成研究 潇三章离于液体催化下多氯喹啉衍生物、多氯苯并吡喃衍生物的台l 戍 通过对不同离子液体催化该反应的研