取代1-氰基環(huán)丙基甲酸酯擴環(huán)合成多取代呋喃的研究.pdf

1、取代環(huán)丙烷及衍生物是許多具有生物活性的天然產(chǎn)物和藥物分子的結(jié)構(gòu)單元。在有機合成化學(xué)中，取代環(huán)丙烷作為有效的合成砌塊可以用于各類有機化合物的合成。其中，供體-受體取代環(huán)丙烷的合成和應(yīng)用是近年來研究的熱點之一。供體-受體取代環(huán)丙烷作為1，3-偶極子前體非常容易開環(huán)從而與各種類型官能團發(fā)生反應(yīng)生成鏈狀或環(huán)狀化合物。結(jié)合本課題組對多取代環(huán)丙烷方法學(xué)的研究以及其在各類雜環(huán)化合物合成中的應(yīng)用，本文以供體-受體取代環(huán)丙烷-取代1-氰基環(huán)丙基甲酸酯為反

2、應(yīng)砌塊，設(shè)計和合成了全取代2-氨基呋喃衍生物、氰基呋喃甲酸酯衍生物和三芳基呋喃乙腈類化合物，同時也對取代1-氰基環(huán)丙基甲酸酯的選擇性反應(yīng)進(jìn)行了探索與研究。
　　第一部分:研究了合成全取代2-氨基呋喃衍生物以及氰基呋喃甲酸酯衍生物的方法。經(jīng)過條件篩選，確定了最佳反應(yīng)條件。以不同取代基的1-氰基環(huán)丙烷甲酸酯在分子碘和三乙胺促進(jìn)下，在甲苯中回流發(fā)生開環(huán)再環(huán)合的多米諾反應(yīng)，合成了全取代2-氨基呋喃衍生物，收率為63-86％。此外，研究以不

3、同取代環(huán)丙烷在碳酸鉀和分子碘協(xié)同作用下，在DMF中加熱發(fā)生開環(huán)再重排閉環(huán)的反應(yīng)，合成得到氰基呋喃甲酸酯衍生物，收率為75-90％。合成的33個新化合物，經(jīng)過紅外、核磁共振氫譜、核磁共振碳譜、液相質(zhì)譜等方法表征，通過單晶衍射方法確定了7個化合物的立體結(jié)構(gòu)。
　　第二部分:研究了取代1-氰基環(huán)丙基甲酸酯擴環(huán)與芳香醛類化合物發(fā)生[3+2]環(huán)加成反應(yīng)，合成了三芳基-3-呋喃乙腈衍生物。經(jīng)過條件篩選，確定了最佳反應(yīng)條件。以不同取代基的取代環(huán)

4、丙烷與不同取代的苯甲醛為原料，在DABCO為堿的條件下進(jìn)行反應(yīng)，得到三芳基-3-呋喃乙腈衍生物。此反應(yīng)為合成多芳基呋喃衍生物提供了簡便高效的方法。合成的17個新化合物，經(jīng)過紅外、核磁共振氫譜、核磁共振碳譜、液相質(zhì)譜等方法表征，通過單晶衍射方法確定了3個化合物的立體結(jié)構(gòu)。
　　第三部分:基于在研究取代卜氰基環(huán)丙基甲酸酯性質(zhì)過程中的發(fā)現(xiàn)，取代1-氰基環(huán)丙基甲酸酯具有反應(yīng)的多樣性。本文也對取代1-氰基環(huán)丙基甲酸酯的選擇性反應(yīng)進(jìn)行了研究與

5、探討。研究發(fā)現(xiàn)取代1-氰基環(huán)丙基甲酸酯在一定的條件下，能夠選擇性脫除和選擇性水解。以不同取代基的取代環(huán)丙烷為反應(yīng)底物，三乙胺和分子碘協(xié)同促進(jìn)，以DMF與甲苯為混合溶劑加熱，反應(yīng)發(fā)生甲酸酯基選擇性脫除，研究表明甲酸酯基的離去能力優(yōu)先于氰基。以不同取代基的取代環(huán)丙烷為反應(yīng)底物，鹽酸羥胺和醋酸鈉協(xié)同促進(jìn)，乙醇為溶劑加熱回流，反應(yīng)發(fā)生氰基選擇性水解，證實了在此條件下氰基比甲酸酯基更容易水解。通過實驗合成的20個新化合物，經(jīng)過紅外、核磁共振氫譜、