（有机化学专业论文）烯胺酮及其金属配合物的研究.pdf

中文摘要 烯胺酮和卟啉化合物具有丰富的反应化学和结构化学 是有机合成中的重要中 间体 而且在生物 催化和材料科学领域中具有重要应用价值 一直以来是人们 研究的热点 为此 我们开展了对烯胺酮和卟啉化合物的合成与性质研究 并研 究了烯胺酮和卟啉与二价金属的配位 取得了一系列有意义的创新性成果 1 本论文共合成了十六个普通烯胺酮和三个卟啉烯胺酮以及十二个烯胺酮二价 金属配合物 共三十一个化合物 除用元素分析 核磁共振 红外光谱和紫外 光谱表征其结构外 还用单晶x 射线衍射方法测定了九个代表物的晶体结构 2 系统研究了b 一二酮与芳香伯胺和脂肪族二胺的反应 合成了一系列z s z 型烯 胺酮化合物 研究了烯胺酮与二价铜离子的配位反应 合成了一系列新的配合 配合物 c s h s f e c s h 4 c o c h c 2 n c h 2 c 5 h 4 n c h 3 c u o a c 的结构经单 久 射线衍射确定 证明其中烯胺酮是三齿负一价配体 3 初步研究了b 一二酮与氨基卟啉的反应 合成出三种新的烯胺酮化合物 4 初步研究了卟啉烯胺酮与二价金属离子的配位反应 合成了一系列新的配合 物 关键词 烯胺酮 配合物 卟啉 x r a y 衍射 c o l l e g eo f c h e m i s t r ya n dc h e m i c a le n g i n e e r i n g y a n g z h o uu n i v e r s i t y y a n g z h o u c h i n a t h e s i sf o rm a s t e r d e g r e e s t u d i e so ne n a m i n o n e sa n dt h e i rc o m p l e x e s a u t h o r s u h u a z h a n g s u p e r v i s o r y a o c h e n g s h i d a t e m a y 2 0 0 7 a b s t r a c t e n a m i n o n ea n dp o r p h y r i nc o m p o u n d sh a v ev a r i o u sr e a c t i v i t i e sa n dp l e n t i f o l s t r u c t u r a lc h e m i s t r y s ot h e s ec o m p o u n d sa r ei m p o f l a n ti n t e r m e d i a t e so to r g a m c s y n t h e s i sa n dh a v et h e i ri m p o r t a n ta p p l i c a t i o n si nt h ef i e l d so fb i o l o g y c a t a l y s i sa n d m a t e r i a l ss c i e n c e w h i c hh a v eb e e nr e c e i v i n gc o n s i d e r a b l ea t t e n t i o n sf o rl o n g f o r t h e s e w ei n i t i a t e dt h es t u d i e so ns y n t h e s e sa n dp r o p e r t i e so ft h e s ec o m p o u n d sa n dt h e i r m e t a lc o m p l e x e s m a k i n gas e t i e so fs i g n i f i c a n ta n de r e a t i v ed e v e l o p m e n t s 1 s i x t e e nn o r m a le n a m i n o n e s t h r e ep o r p h y r i ne n a m i n o n e sa n d t w e l v ee n a m i n o n em e t a lc o m p l e x e s t h i r t y o n ec o m p o u n d si na l lw e r es y n t h e s i z e da n d f u l l yc h a r a c t e r i z e db ye l e m e n t a la n a l y s e s 1 h n m r i ra n du vs e p c t r o s c o p i e sa sw e l la s b yt h es i n g l ec r y s t a l s t r u c t u r e so fn i n et y p i c a lc o m p o u n d sd e t e r m i n e db yx r a y d i f f r a c t i o nm e t h o d s 2 t h er e a c t i o n so f1 3 d i k e t o n ea n dp r i m a r ya l k y l a m i n e s a l i p h a t i c d i a m i n e sw e r es y s t e m a t i c a l l ys t u d i e da n das e r i e so fz s ze n a m i n o n e ss y n t h e s i z e d t h e c o o r d i n a t i o nr e a c t i o n so fs y n t h e s i z e de n a m i n o n e sw i t hb i v a l e n tc o p p e r i o nw e r e r e s e a r c h e di nd e m i lw i t has e r i e so fc o m p l e x e ss y n t h e s i z e d t h es t r u c t u r eo fc o m p l e x c s h 5 f e c 5 h 4 c o c h c 2 一n c h 2 c s h 4 n c h 3 c u o a c w a sd e t e r m i n e db y t h ex r a y d i f f r a c t i o ni nw h i c ht h ee n a m i n o n ei sat r i d e n t a t el i g a n d 3 t h er e a c t i o n so f 3 d i k e t o n e sa n da t p pw e r ep r e l i m i n a r ys t u d i e da n dt h r e en e w p o r p h y r i n c o n t a i n i n ge n a m i n o n e ss y n t h e s i z e d 4 t h er e a c t i o n so fp o r p h y r i ne n a m i n o n e sw i t hb i v a l e n tm e t a li o n sw e r ep r i m a r i l y s t u d i e da n das e r i e so f n e wm e t a lc o m p l e x e ss y n t h e s i z e d k e y w o r d s e n a m i n o n e p o r p h y r i n c o m p l e x x m yd i f f r a c t i o n 张素华 烯胺酮及其金属配合物的研究 1 1 烯胺酮的结构 第一章前言 第一节烯胺酮的研究 烯胺酮 e n a m i n o n e 是指含有 n c c c o 共轭体系的化合物 从理论上来说 就结构 r c o c h c n h r r 的烯胺酮在溶液中可能存在着如图1 1 a 所示的烯醇一 酮式互变和烯胺一亚胺互变 1 2 此外还存在如图1 1 b 所示的四种可能的立体异构 体 3 i h on r 附人人r 一掣r e n a m i n o k e t o n e e n o l i m i n e r n h r 从r z s e 1 0n h r r 人人r r r 1l o 声外 毒手 n h r e s e 2 or 0 i r 一一 q 尹 n h r z s z e s z 34 s t r u c t u r e s 1 4 d e p i c t i n g f o u r p o s s i b l eg e o m e t r i c i s o m e r sf o rt h ee n a m i n o n e s r c o c h c n h r 3 r n l ed e s c r i p t i o n s za n de r e f e rt ot h ec a r b e n c a r b e nd o u b l eb o n d 笛u s u a l t h ea r r a n g e m e n t so f t h ec a r b o n c a r b o ns i n g l eb o n da r ed e s c r i b e db ys za n ds e 图1 1 b 众 扬州人学硕士学位论文 1 2 烯胺酮的合成 合成烯胺酮的方法 根据文献归纳如下 1 缩合反应 如酮与d m f 缩合 4 p 一二酮与氨或胺类的缩合 2 加成反应 5 3 杂环的分裂 如异唑杂环在瑞尼镍的存在下发生氢解可生成烯胺酮化合 物 6 b 4 烯胺的酰基化 7 由于制备烯胺酮的原料不仅便宜易得从而可以灵活选择伯胺和b 二酮或p 酮 酯而且可以通过引入取代基 官能团和手性进而开拓出从链状到环状 从单齿到 多齿 性能迥异 结构多变的烯胺酮化合物 8 1 3 烯胺酮的有机反应与配位化学 1 3 1 烯胺酮的有机反应 烯胺酮是常用的两可离子合成的中间体 同时连接了亲核性的烯胺和亲电性 的烯酮 赋予这类物质在有机合成化学和药物合成化学方面的特殊用途 烯胺酮 的反应化学主要由结构单元一n c c c o 中的三个亲核原子决定 因此烯胺酮是 一类具有多位反应性的亲核试剂 能发生烷基化和酰基化等反应 烯胺酮广泛用 来合成多种有机化合物 尤其是生物活性的物质和其类似物 9 近来有文献 1 0 报道烯胺酮在质子催化作用下水解释放出可作为实际药物的初级胺 因此烯胺酮 可以作为前体药物 尤其在抗痉挛药物方面 1 1 1 3 在烯胺酮的结构单元 n c c c o 中可以认为存在两电子 四电子和六电子体系因此烯胺酮可以进行 环加成反应用于杂环化合物的合成 在杂环化学中得到了广泛应用 1 4 1 8 作为 烯胺酮有机反应的一个实例示于图1 2 张素华 烯胺酮及其金属配合物的研究 r c c h 3 c o c l 掣c h a o 人n c h h 3 玲 心 认h n 一酰基化 1 3 2 烯胺酮的配位化学 c 酰基化 c h h 3 c 少o o 八n c h h 3 删3 r c n o 一酰基化 图1 2 烯胺酮的乙酰化反应 烯胺酮在配位化学中是一类极具重要性的配体 1 9 1 从理论上分析 骨架中氮 氧原子与金属离子的配位方式有如图1 3 所示的五种可能 m r 单齿 中性 i i m on r 0 i 掣 r 双齿 负离子 m on h r r科人人r 双齿 中性 m m on r 0 i r r 桥连 负离子 图1 3 m m h on r 0 i 掣 一 r 桥连 中性 v 焱 4 扬州大学硕十学位论文 r c o c h c n h r r 型二齿烯胺酮的金属配合物最早由h o l m 等人作了较为 系统的研究 他们的研究表明四配位的n i i i 配合物和四配位的c o i i 配合物在 非配位性溶剂中存在着平面型 兰四面体型这一构型平衡 2 0 1 研究发现 烯 胺酮的镍 i i 钯 i i 配合物对烯烃与含氮极性单体如腈的聚合具有催化作用 2 1 加之有研究表明烯胺酮配合物能用作金属有机化学气相沉积 m o c v d 的前体 可 以相信随着功能配合物和生物无机化学的发展 烯胺酮化学会得到更大的发展 2 2 2 5 2 1 卟啉的结构 第二节卟啉化合物的研究 卟啉是指由四个吡咯通过4 个s p 2 杂化的次甲基连接成环状共轭c 2 0 的结构 卟啉类化合物是一个共轭的 含有2 2 个兀一电子的环化离域的平面大环 1 5 员环 结构 2 6 卟啉类化合物一般都有很深的颜色 卟啉化合物的母体如图1 4 所示 2 2 卟啉化合物的合成 图1 4 1 通过环化反应将四个单吡咯构建块连接起来 环四聚反应 可制得对称取代 的卟啉 2 7 2 双吡咯合成法 这是将两分子吡咯烷缩合成卟啉的方法 也1 q 2 2 1 合成法 亦称m a c d o n a l d 张素华 烯胺酮及其金属配合物的研究 5 法 3 三吡咯合成法 这是由三分子吡咯烷和一个二甲酰基吡咯缩合形成卟啉 也叫 3 l 法 这个 方法在合成拓展的卟啉 氧代和硫代卟啉等方面很有用 2 8 1 4 线型四吡咯合成法 这种合成方法在合成不对称卟啉和各种取代的卟啉衍生物方面很有用 5 聚卟啉的合成 2 8 多聚卟啉在合成中分离纯化较为困难 具有一定的挑战性 2 3 卟啉化合物的有机反应和配位化学 2 3 1 卟啉化合物的有机反应 卟啉类化合物一方面表现出它们的芳香性轮烯特性 另一方面具有1 h 或2 h 结构的吡咯环表现出的酸碱两性特征 卟啉和它们的金属配合物均可被亲电试剂 取代 也可以用还原剂进行还原得到还原卟啉 同时也可以用k m n 0 4 或c r 0 3 进 行氧化得到相应的氧化产物 6 扬州火学硕士学位论文 2 3 2 卟啉的配位反应 图1 5 图1 6 张素华 烯胺酮及其金属配合物的研究 2 4 卟啉衍生物的超分子化学及其应用 自然界中存在许多天然卟啉及其金属配合物 如血红蛋白 细胞色素及叶绿 素等生物大分子 其活性中心都是金属卟啉 它们在生命过程中 如呼吸 光合作 用等 起着十分重要的作用 所以利用卟啉进行功能分子的设计 合成及应用研究 在仿生学 材料化学 药物化学 电化学 光物理与化学 分析化学 有机化学 等领域都受到广泛关注 有着十分广阔的应用前景 2 9 3 1 1 超分子化学是分子间键的化学 近十多年来得到迅速的发展 卟啉是一类重要 的分析试剂 也是超分子化学中研究极为活跃的一类环状化合物 卟啉及其金属 配合物 类似物的超分子功能已应用于生物相关物质分析 并展示了更加诱人的 前景 卟啉及其金属配合物种类繁多 分子具有刚性结构 周边功能的位置和方 向 j 加以控制 且分子有较大表面 其轴向配体周围的空间大小和相互作用的控 制余地较大 故作为受体有显著优点 可进行分子大小 形状 功能团和手性异 构体的识另j j 3 2 1 s e s s l e r 和h a r r i m a n 等 3 3 1 通过鸟嘌呤和胞嘧啶之间的三重氢键的相互作用 将 三个卟啉衍生物组装成为一个超分子体系 如图1 7 所示 研究发现 其中的锌卟 啉在激发态时有较高的能量 通过荧光光谱可以观察到能量由锌卟啉向自由卟啉 单元的快速转移 扬州大学硕十学位论文 图1 7 l i n d s e y 等 3 4 设计合成了一种六聚锌卟啉 它可以有效地结合一 n l t 啶基取代 自由卟啉 形成如图1 8 结构的超分子组装体系 研究表明 在这个多卟啉超分子 体系中 能量可以定量地从未配位的卟啉转移到环状排列的锌卟啉上面来 而相 反的能量转移过程则是低效率的 妒t r a n s 0 张素华 烯胺酮及其金属配合物的研究9 图1 8 自然界中的金属卟啉配合物都是与蛋白质或生物膜组装后才发挥其功能的 因此金属卟啉配合物的超分子自组装研究也就成了卟啉仿生化学的热门课题 3 5 在漫长的生物进化过程中 自然界选择了卟啉生色团来捕获太阳能 叶绿素 和运送 氧气 血红素蛋白 一定有其深奥的科学道理 金属卟啉配合物自组装超分子的研究 为人们寻找更加有效的仿生卟啉和探索生命系统中卟啉超分子的化学物理机制提 供了新的途径 根据对自然界卟啉结构与功能的认识 对其特征进行简化处理来 构筑功能超分子组装物理器件是一个很有前途的研究方向 电子器件经历了真空电子管 晶体管 集成电路和现在的超大规模集成电路 四个时期 已经遇到了严峻的挑战 它的出路就是发展分子器件 3 6 3 8 1 此外 人们在对光合作用模拟的过程中也需要大量的分子器件 1 9 8 1 年 c a r t e r 3 9 提 出了分子器件的概念 1 9 8 8 年l e h n 4 0 在诺贝尔获奖演说词中再次阐述了分子器 l o 扬州大学硕十学何论文 件的概念 原理和应用 景 卟啉化合物能够作为分子器件主要有三个方面的原 因 1 卟啉化合物具有大兀共轭结构从而使卟啉分子的h o m o 与l u m o 之间的能 量差降低 使卟啉在可见光区有发射 且发光量子效率高 2 卟啉结构易于修 饰 通过改变卟啉化合物的周边取代基可以改变卟啉分子的荧光发射波长 3 卟 啉易形成金属配合物 目前已经研究的卟啉分子器件有 i 分子导线 4 1 1 i i 分 子开关 i i i 分子天线 分子能量转换器 v 光控制输入输出器 4 2 v i 光电子闸门 4 3 癌治疗荧光探针 4 4 生物传感器 4 5 等 这些分子器件 都是卟啉超分子 要得到卟啉超分子 可以通过杂原子连接 碳碳链连接 金属 配位连接 4 6 5 0 弱键的相互作用 如氢键 5 1 5 2 等方式进行组装 目前 有关分子器件的研究 已成为交叉于化学 材料学科的国际前沿课题 和热点领域 以卟啉作为结构单元的分子器件越来越显示出其重要性 金属卟啉能模拟如单加氧酶细胞色素p 4 5 0 实现温和条件下对分子氧的催化 活化 5 3 1 并且表现出较高的催化活性和选择性 因此被广泛用于模拟酶催化剂在 温和条件下高选择地催化分子氧对烷烃 芳烃的功能化 烯烃的环氧化以及酮类 的内酯化等 5 4 5 5 1 金属卟啉类化合物结构特殊 不同的分子结构呈现出不同的催 化活性 人们通过改变金属卟啉的结构以获得高活性的催化剂 当今工业合成中 约占5 0 的关键步骤是氧化过程 而烃类物质中的c h 键是相当惰性的 要使它 发生氧化 必须同时活化c h 键和活化氧分子 在大多数情况下需要高温高压 条 件苛刻 特别是饱和烃的氧化 在高温下很容易进行自由基退化支链反应 生成 很多副产物 因此在温和条件下实现这些不活泼化合物的选择性氧化一直是化学 家们梦寐以求的事 石油化工残留物中存在大量低级饱和烃 如环己烷 若能 低成本 高产率地将其转化成它的氧化产物 如己二酸 环己醇 环己酮等 则不但节约能源 减少污染 而且能提供大量重要的化工原料 因此合成出有效 的催化剂 促使饱和碳氢键活化氧化是目前均相催化领域中一个极为重要且又富 有挑战的问题 由于金属卟啉能模拟生物氧化酶 如单加氧酶细胞色素p 4 5 0 血红 蛋白 肌红蛋白 实现温和条件下分子氧的催化活化 尤其是取代金属卟啉在催化 氧化反应中表现出较高的催化活性和选择性 且无须消耗共还原剂 使得取代金 张素华 烯胺酮及其金属配合物的研究 属卟啉作为模拟酶催化剂的研究受到广泛关注 本论文的工作就是进一步发展烯胺酮化学和卟啉配合物化学并寻找新型而且 高效的催化剂 合成了一系列的含有烯胺酮及其配合物 通过i r u v 1 h n m r 和e a 等手段对其进行了表征 并用单晶x r a y 衍射法测定了其中一些化合物晶体 结构 研究了烯胺酮化合物及卟啉化合物与二价金属的配位反应 合成了若干烯 胺酮金属配合物 对这些金属配合物参与的饱和碳氢活化氧化反应和超分子化学 正在研究之中 参考文献 1 g o d u d e ka n dr h h o l m j a m c h e m s o e 1 9 6 1 8 3 2 0 9 9 2 k u e n oa n d a e m a r t e l l j p h y s c h e m 1 9 5 7 5 9 9 9 8 3 g o d u d e ka n dr h h o l m za m c h e m s o c 1 9 6 2 8 4 2 6 9 1 4 p f s c h u d aa n dc b e b n e r t e t r a h e d r o nl e t t 1 9 8 6 2 7 2 5 6 7 5 m h e l n a g d i s m f a h m y j h e t e r o c y c l c h e m 1 9 7 9 1 6 1 1 0 9 6 r s a x e n a vs i n g h a n ds b a t r a t e t r a h e d r o n 2 0 0 4 6 0 1 0 3 1 1 7 j r f r i a r y v s e i d l h j s c h w e r d t t e t r a h e d r o n 1 9 9 3 4 9 7 1 6 9 8 l k o z e r s k i t e t r a h e d r o n t 9 7 6 3 2 1 2 9 9 9 s d o h e r t ya n dr j e r r i n g t o n o r g a n o m e t a l l i c s 1 9 9 9 1 8 1 0 1 8 1 0 j p m i c h a e le t a l p 地 a p p l c h e m 1 9 9 9 7 1 9 7 9 11 d e n a t a l i ea n ds c d o n a e u r 一m e d c h e m 2 0 0 3 3 8 4 9 1 2 d e n a t a l i ee t a l e u r m e d c h e m 2 0 0 2 3 7 6 3 5 1 3 e j a m e se t a l b i o o r g a n i ca n d m e d i c i n a lc h e m i s t r y 1 9 9 9 7 2 4 1 5 1 4 c g j u a ne t a l j o u r n a lo f m o l e c u l a r s t r u c t u r e 2 0 0 3 6 6 6 6 1 7 1 5 l et i e t z ea n d a b e r g m a n n c h e m b e r 1 9 8 9 1 2 2 8 3 1 6 s g r 6 r i l l ee ta 1 t e t r a h a d r o n 2 0 0 5 6 1 3 9 9 1 1 7 m c a l l ee ta 1 t e t r a h e d r o n 2 0 0 6 6 2 6 1 1 1 8 u k u c k l a n d e ra n dk k u n a c h e m b e t 1 9 8 7 2 0 1 6 0 1 1 2 扬州大学硕士学位论文 1 9 m el a p p e r t c h e m r e v 2 0 0 2 1 0 2 3 0 3 1 2 0 g w e v e r e t ta n dr h h o l m a m c h e m s o c 1 9 6 5 2 1 1 7 2 1 vd i r ka n dt o mz i e g l e r o r g a o m e 加l l i c 2 0 0 2 2 1 4 4 3 2 2 2 m f l a p p e r t c h e m r e v 2 0 0 2 1 0 2 3 0 3 1 2 3 d j o n e sa n d a r o b e s j c h e m s o c d a l t o nt r a n 置 1 9 9 8 2 5 5 2 4 j k i ma n dj w h w a n g j o r g a n o m e t c h e m 2 0 0 1 6 2 0 1 2 5 a a o s o w o l e s y n t h r e a c ll n o r g m e t o r g c h e m 2 0 0 2 3 2 7 8 3 2 6 r a g u es c h l e y e re ta 1 a n g c h e m i n t e d e n 9 1 1 9 9 8 3 7 1 7 7 2 7 f em o n t f o r t s m g l a s e n a p p b r e i l i n g p r o g rh e t e r o c y c l c h e m 1 0 19 9 8 1 2 8 李和平 黟钟纪兮物的兮脱及真在 匿 亡崩觑长沙 湖南科学技术出版社 2 0 0 3 3 8 2 9 董润安 邱勇 宋心琦 纪学迸屈 1 9 9 8 1 0 1 4 5 5 4 1 3 0 f l i i s y a n g y c i r i n g h 一a m c h e m s o c 1 9 9 8 1 2 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 7 3 1 j l i a a m b r o i s e s i y a n ge ta 1 一a m c h e m s o c 1 9 9 9 1 2 1 8 9 2 7 8 9 4 0 3 2 刘海洋 黄锦汪 彭斌等 无祝纪学学织 1 9 9 7 1 3 1 1 1 0 3 3 j l s e s s l e r b w a n g a h a r r i m a n za m c h e m s o c 1 9 9 5 1 1 7 7 0 4 3 4 a a m b r o i s e j l i u l y ue ta 1 o r g l e t t 2 0 0 0 2 2 5 6 3 3 5 张龙翔 张庭芳 李令嫒 竺纪箕验方珐瓣磕吻e 第2 版 北京 高等教育出 版社 1 9 9 7 3 6 王夺元 感光化学和光化学 1 9 8 9 1 6 0 6 8 3 7 f l c a t t e r m o l e c u l a re l e c t r o n i cd e v i c e si i n e wy o r k m a r c e ld k k e rp r e s s 1 9 8 7 3 8 朱道本 王佛松 秀祝曰力t 上海 上海科学技术出版社 1 9 9 9 2 9 7 3 3 0 3 9 c f l a t t e r m o l e c c u l a re l e c t r o n i cd e v i c e szn e wy o r k m a r c e ld k k e rp r e s s 1 9 8 2 4 0 j m l e h n a n g e w c h e m i n t e d e n 9 1 1 9 8 8 2 7 8 9 1 1 2 4 1 m j c r o s s l e y p l b u r n j c h e m s o c c h e m c o m m u n 1 9 9 1 2 1 1 5 6 9 1 5 7 1 4 2 r b i r g e n a n o t c h n o l o g yr e s e a r c ha n dp e r s p e c t i v e s e d b yb c c r a n d l l jl e w i s m i t p r e s s c a m b r i d g e m a 1 9 9 2 1 5 6 张素华 烯胺酮及其金属配合物的研究 1 3 4 3 r w w a g n e r j s l i n d s e y j s e t he ta 1 j a m c h e m s o c 1 9 9 6 1 8 3 9 9 6 3 9 9 7 4 4 s ly a n g j s e t h t b a l a s u b r a m a n i a ne ta 1 j a m c h e ms o c 1 9 9 9 1 2 1 4 0 0 8 4 0 1 8 4 5 a p d es i l v a h q n g u n a r a t n e t g u n n l a u g s s o ne ta 1 c h e m r e v 1 9 9 7 9 7 1 5 1 5 1 5 6 6 4 6 h j k i n n b a m p o s j k m s a n d e r s j a m c h e m s o c 1 9 9 9 1 2 1 8 2 1 0 8 1 2 1 4 7 k j l i n a n g e w c h e m i n t e d 1 9 9 9 3 8 2 7 3 0 2 7 3 2 4 8 e b f l e i s c h e r a m s h a e h t e r i n o r g c h e m 1 9 9 1 3 0 3 7 6 3 3 7 6 9 4 9 j k m s a n d e r s i nt h ep o r p h y r i nh a n d b o o k e d b yk m k a d i s h k m s m i t h r g u i l a r d a c a d e m i cp r e s s s a nd i e g o 2 0 0 0 3 3 4 7 5 0 t a i d a d l j i a n g i nt h ep o r p h y r i nh a n d b o o k e d b yk m k a d i s h k m s m i t h r g u i l a r d a c a d e m i cp r e s s s a nd i e g o 2 0 0 0 3 3 6 9 51 c i k e d a n n a g a h a r a e m o t e g ie ta 1 c h e m c o m m u n 19 9 6 3 3 7 3 3 8 5 2 柳魏 师同顺 安庆大 杨大智 蔫等学髓纪学学掘2 0 0 1 2 2 1 1 6 2 0 5 3 w t s h u c k a r o h r o r a t a n i k u m a re ta 1 n e wj c h e m 1 9 9 8 1 6 5 1 6 8 5 4 o h a y a i s h i m o l e c u l a rm e c h a n i s mo f o x y g e na c t i v a t i o n c h a p t e r l 3 1 0 n e w y o r k a c a d e m i cp r e s s 1 9 7 4 5 5 吴越 张岱山 竺笏纪学及生物笏理递髭1 9 8 3 4 1 0 1 4 扬州大学硕士学位论文 第二章烯胺酮的合成 第一节合成方法 伯胺和1 3 二酮在酸催化剂存在下于芳烃溶剂中共沸脱水是合成烯胺酮的经典 方法 除此之外 还有用微波和超声促进反应的研究 1 在此 我们选择了几种 伯胺和脂肪二胺作为反应原料 与b 一二酮反应合成烯胺酮化合物 oo 人人r j 邑 k 2 r 2 p h r 2 一c c 6 h 4 3 c i c 6 h 4 2 一h o c 6 h 4 3 h o c 6 h 4 h l l h l 2 h 2 l 3 h 2 l 4 r f c r c h 3 r 2 h o c 6 h 4 3 h o c 6 h 4 4 h o c 6 h 4 2 c h 2 c 5 i 1 4 n 3 c h 2 c 5 h 4 n h 2 l 5 h 2 l 6 h 2 l 7 h l 8 h l 9 r p h r c h 3 心 3 一c h 2 c 5 h 4 n h l l o 图2 1 f 儿o 从o h o h 且of 鼍 f 几从人f 型 人八人f r c h 2 c h 2 0 h h l l l 众 张素华 烯胺酮及其金属配合物的研究 r 3 一c h 2 c 5 h 4 n h 2 l 1 3 图2 3 f 儿0 八o h o h 几0 竺坠f 足曰h r 从n r 限 c h 2 c h 2 h e l 4 图2 4 r f c r c h 3 2 c 6 h 4 t h l l 5 r p h r c h 3 r c 6 h 4 0 t 2 l 1 6 图2 5 第二节实验部分 溶剂 所有溶剂都是分析纯溶剂 甲苯 四氢呋喃经钠 苯甲酮回流变成紫色或蓝 色后现蒸现用 绝对乙醇用钠回流半小时后常压蒸出 用于紫外光谱测定的d m f 肽冀从 1 6 扬州大学硕士学位论文 经重新蒸馏后使用 无水乙醇 无水乙醚 石油醚 6 0 9 0 c 和二氯甲烷未经纯 化直接使用 试剂 无机试剂 金属钠 碳酸氢钠 磷酸 无水碳酸钾 分析纯 有机试剂 对甲苯磺酸 化学纯 邻氯苯胺 间氯苯胺 邻氨基苯酚 间氨 基苯酚 对氨基苯酚 2 一氨甲基吡啶 3 氨甲基吡啶 乙酸乙酯 醋酐 分析纯 二茂铁 工业试剂 测试仪器与反应进程检测 1 h n m r 分析 仪器b r u k e r a d v a n c e 6 0 0 c d c l 3 d 2 0 为溶剂 t m s 为内标 红外光谱分析 仪器b r u k e r t e n s o r 2 7 k b r 压片法 检测范围4 0 0 4 0 0 0 c m l 元素分析 p e2 4 0 0s e r i e sl i 元素分析仪 紫外光谱分析 s h i m a d z uu v 2 5 5 0 分光光度计 使用重蒸的d m f 作溶剂 熔点 x 4 数字显示显微熔点测定仪 数据未经校正 化合物 h l l h 2 l 3 h 2 l 4 h 2 l 6 h 2 l 7 h l 8 h l 9 h l l o 的单晶经缓慢挥发其二 氯甲烷和石油醚的溶液得到 用e n r a f n o n i u sc a d 4 衍射仪测定其分子结构 反应进程用t l c 跟踪检测 2 1 原料的制备 2 1 1 四酮 f c c o c h c o h c o h c h c o f c 的合成 将装有磁子 回流冷凝管 恒压滴液漏斗及减压抽气阀的2 5 0 m l 圆底烧瓶在 2 0 0 c 以上烘干 密封状态下趁热拿出 采用无水无氧装置进行抽真空 充高纯氮 气处理直至整个装置冷却 确保反应装置在通氮气的状态下将1 5 9 0 0 6 6 m 0 1 乙 酰二茂铁 8 9 1 4 9 0 1 3 1 m 0 1 乙醇钠以及6 0 m l 重蒸过的四氢呋喃 加入多 2 5 0 m l 圆底烧瓶中 加热回流 4 3 8 4 9 0 0 3 0 m 0 1 草酸二乙酯用注射器注射到恒压滴液 漏斗 然后滴加到反应瓶中 大约半个小时后产生大量沉淀 继续回流三小时以 使反应完全 冷却混合物 抽滤 用无水乙醚洗涤固体至滤液无色 空气中晾干 得固体即为b 二酮的钠盐 将该固体溶于7 0 m l 水中 稍加热 慢慢滴加醋酸至呈酸 张素华 烯胺酮及其金属配合物的研究 性 用p h 试纸检验 抽滤得深红色固体2 3 9 产率为9 2 m p 1 6 5 c 2 2 2 烯胺酮的合成 2 2 1h l l 的合成 在5 0 m l 的圆底烧瓶中分n n 0 4 4 7 9 苯甲酰苯乙酮 0 2 5 6 9 邻氯苯胺和2 5 m l 甲苯 催化量对甲苯磺酸 加热回流4 8 小时 旋转蒸干除去溶剂 用真空液相层 析法分离混合物 硅胶h 淋洗剂 二氯甲烷 石油醚 1 2 得黄色固体 m p 1 0 2 2 1 0 3 6 c 2 2 2h l 2 的合成 在5 0 m l 的圆底烧瓶中分别加入0 4 4 7 9 苯甲酰苯乙酮 0 2 5 6 9 间氯苯胺和2 5 m l 甲苯 催化量对甲苯磺酸 加热回流2 4 小时 旋转蒸干除去溶剂 用真空液相层析 法分离混合物 硅胶h 淋洗剂 二氯甲烷 石油醚 3 2 得黄色固体 m p 1 1 2 2 1 1 3 4 c 2 2 3h 2 l 3 的合成 在5 0 m l 的圆底烧瓶中分别加入o 4 4 7 9 苯甲酰苯乙酮 o 2 1 8 9 邻氨基苯酚和 2 5 m l 绝对乙醇 催化量对甲苯磺酸 加热回流2 4 小时 旋转蒸干除去溶剂 用真 空液相层析法分离混合物 硅胶h 淋洗剂 二氯甲烷 乙酸乙酯 5 0 1 得黄色固 体 m p 2 0 8 4 2 0 9 5 c 2 2 4i 1 2 l 4 的合成 在5 0 m l 的圆底烧瓶中分别加入0 4 4 7 9 苯甲酰苯乙酮 o 2 1 8 9 间氨基苯酚和 2 5 m l 绝对乙醇 催化量对甲苯磺酸 加热回流4 小时 旋转蒸干除去溶剂 用真 空液相层析法分离混合物 硅胶h 淋洗剂 无水乙醚 石油醚 l 2 得黄色固体 m p 1 6 9 2 1 6 9 8 c 1 8扬 v t 大学硕十学位论文 2 2 5h 2 l 5 的合成 在5 0 m l 的圆底烧瓶中分别加入0 5 4 0 9 二茂铁甲酰丙酮 3 4 0 2 1 8 9 邻氨基苯 酚和2 5 m l 绝对乙醇 加热回流4 小时 旋转蒸干除去溶剂 用真空液相层析法分 离混合物 硅胶h 淋洗剂 二氯甲烷 乙酸乙酯 4 1 得红色固体 m p 1 6 9 5 1 7 0 c 2 2 6h 2 l 6 的合成 在5 0 m l 的圆底烧瓶中分别加入0 5 4 0 9 二茂铁甲酰丙酮 o 2 1 8 9 间氨基苯酚和 2 5 m l 绝对乙醇 加热回流4 小时 旋转蒸干除去溶剂 用真空液相层析法分离混 合物 硅胶h 淋洗剂 二氯甲烷 乙酸乙酯 2 0 1 得红色固体 m p 2 0 6 5 2 0 7 5 c 2 2 7h 2 l 7 的合成 在5 0 m l 的圆底烧瓶中分别加入o 5 4 0 9 二茂铁甲酰丙酮 o 2 1 8 9 对氨基苯酚和 2 5 m l 绝对乙醇 加热回流4 小时 旋转蒸干除去溶剂 用真空液相层析法分离混 合物 硅胶h 淋沈剂 二氯甲烷 乙酸乙酯 1 0 1 得红色固体 m p 2 1 6 5 2 1 7 5 c 2 2 8h l 8 的合成 在5 0 m l 的圆底烧瓶中分别加入2 7 0 1 9 二茂铁甲酰丙酮 1 0 8 1 92 氨甲基吡啶 和2 5 m l 绝对乙醇 加热回流6 5 小时 旋转蒸干除去溶剂 用真空液相层析法分 离混合物 中性a 1 2 0 3 淋洗剂 二氯甲烷 乙酸乙酯 3 1 得红色固体 m p 1 0 5 4 1 0 5 9 c 2 2 9h l 9 的合成 在5 0 m l 的圆底烧瓶中分别加入2 7 0 1 9 二茂铁甲酰丙酮 1 0 8 1 93 氨甲基吡啶 和2 5 m l 绝对乙醇 加热回流2 4 小时 旋转蒸干除去溶剂 用真空液相层析法分 离混合物 中性a 1 2 0 3 淋洗剂 二氯甲烷t 乙酸乙酯 1 0 1 得红色固体 m p 1 1 9 4 11 9 9 c 张素华 烯胺酮及其金属配合物的研究 1 9 2 2 1 0h l o 的合成 在5 0 m l 的圆底烧瓶中分别加入1 6 2 2 9 苯甲酰丙酮 5 1 0 8 1 9 3 氨甲基吡啶和 2 5 m l 绝对乙醇 加热回流1 5 小时 旋转蒸干除去溶剂 用真空液相层析法分离混 合物 中性a 1 2 0 3 淋洗剂 二氯甲烷 乙酸乙酯 l 1 得白色固体 m p 8 0 3 8 0 9 c 2 2 1 1h 2 l 的合成 在5 0 m l 的圆底烧瓶中分别n a 0 2 5 9 四酮 o 0 6 1 9 乙醇胺和2 5 m l 甲苯 加热 回流2 小时 旋转蒸干除去溶剂 用真空液相层析法分离混合物 分两次进行分 离 先用 硅胶h 淋洗剂 二氯甲烷 石油醚 1 0 1 分出产物h l l 2 得红色固体 m p 1 4 2 1 4 2 5 c 再用 硅胶h 淋洗剂 二氯甲烷 乙酸乙酯 1 1 分离出产物h l 得红色固体 m p 1 8 2 1 1 8 2 5 2 2 1 2i 1 2 l 1 3 的合成 在5 0 m l 的圆底烧瓶中分别加入0 2 5 9 四酮 o 1 0 8 93 氨甲基吡啶和2 5 m l 甲苯 加热回流过夜 旋转蒸干除去溶剂 用真空液相层析法分离混合物 硅胶h 淋洗剂 二氯甲烷 石油醚 1 0 f t 得紫红色固体 m p 1 4 6 6 1 4 7 2 c 2 2 1 3h 2 l 1 4 的合成 在5 0 m l 的圆底烧瓶中分别加入0 2 5 9 四酮 0 0 6 9 乙二胺和2 5 m l 甲苯 加热 回流过夜 旋转蒸干除去溶剂 用真空液相层析法分离混合物 硅胶h 淋洗剂 二氯甲烷 乙酸乙酯 l o 1 得红色固体 m p 2 0 3 2 0 4 c 2 2 1 4h 2 l 1 5 的合成 在5 0 m l 的圆底烧瓶中分别加入1 0 8 0 9 二茂铁甲酰丙酮 0 2 7 2 9 1 3 二氨甲基苯 和2 5 m l 绝对乙醇 加热回流6 小时 旋转蒸干除去溶剂 用真空液相层柝法分离 混合物 硅胶h 淋洗剂 二氯甲烷 得红色固体 m p 1 6 6 2 1 6 6 5 c 2 0扬州大学硕士学位论文 2 2 1 5h 2 l 1 6 的合成 在5 0 m l 的圆底烧瓶中分别加入o 6 4 9 9 苯甲酰丙酮 o 2 7 2 9l 3 二氨甲基苯和 2 5 m l 绝对乙醇 加热回流过夜 旋转蒸干除去溶剂 用真空液相层析法分离混合 物 硅胶h 淋洗剂 二氯甲烷 得白色固体 m p 1 9 6 6 1 9 7 2 c 3 1 合成方法讨论 第三节结果与讨论 根据文献 烯胺酮可以通过1 3 二酮与伯胺 手性胺或二胺通过缩合反应制得 根据反应的难易程度不同 选择适当的条件进行 在这里 研究了邻氨基苯酚 问氨基苯酚 对氨基苯酚 2 氨甲基吡啶 3 氨甲基吡啶与二茂铁甲酰丙酮的反应 作为对比 对3 一氨甲基毗啶与苯甲酰丙酮 的反应也进行了研究 研究发现 2 一氨甲基吡啶 3 氨甲基吡啶与二茂铁甲酰丙酮的反应产物在分离 的时候 不能用硅胶h 进行分离 产物在