含氧六元雜環(huán)化合物的合成和轉(zhuǎn)化研究.pdf

1、含氧六元雜環(huán)化合物廣泛存在于各種天然產(chǎn)物和藥物活性分子中，同時(shí)也是重要的有機(jī)合成中間體。含氧六元雜環(huán)的合成與轉(zhuǎn)化對(duì)醫(yī)藥開發(fā)和天然產(chǎn)物合成等領(lǐng)域有重要的意義。本論文發(fā)展了幾種高效、綠色地合成多取代含氧六元雜環(huán)化合物的方法，并將部分含氧六元雜環(huán)化合物開環(huán)轉(zhuǎn)化應(yīng)用于有機(jī)合成。
　　首先，基于醛的親電加成反應(yīng)合成了許多官能化的4H-色烯分子。水楊醛、地麥冬和硫酚或硫醇等巰基親核試劑在L-proline催化下可以高選擇性地合成硫醚官能化4H

2、-色烯，反應(yīng)首先由水楊醛與L-proline縮合得到亞胺中間體，接著經(jīng)過(guò)親核加成/取代/分子內(nèi)脫水串聯(lián)反應(yīng)生成產(chǎn)物。多種烯醇、烯胺和活潑的C-H酸化合物作為碳基親核試劑在L-proline催化下均可與水楊醛、地麥冬反應(yīng)生成相應(yīng)的4H-色烯分子。氮基親核試劑苯并三氮唑也可以應(yīng)用于該反應(yīng)體系，對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物還可以與其它親核試劑在酸性條件下發(fā)生SN1取代反應(yīng)，得到上述三組分反應(yīng)無(wú)法直接合成的4H-色烯衍生物。水楊醛、地麥冬和吲哚三組分反應(yīng)在FeC

3、l3/PPh3催化體系作用下可以有效地合成吲哚官能化4H-色烯衍生物。在該催化反應(yīng)中，PPh3被氧化為P(O)Ph3，P(O)Ph3作為氫鍵受體活化了副產(chǎn)物，從而便于FeCl3催化劑與之作用誘發(fā)取代反應(yīng)。
　　接著，基于？-甲烯基-1,3-二羰基中間體的反電子需求oxo-Diels-Alder反應(yīng)合成了多取代-3,4-二氫-2H-吡喃衍生物。丙三醇作為反應(yīng)介質(zhì)可以有效地促進(jìn)地麥冬、多聚甲醛和苯乙烯發(fā)生Knoevenagel縮合/反

4、電子需求oxo-Diels-Alder串聯(lián)反應(yīng)生成2,5,6-三取代-3,4-二氫-2H-吡喃，反應(yīng)最高收率可達(dá)82％。丙三醇的高沸點(diǎn)、豐富的氫鍵環(huán)境以及對(duì)副產(chǎn)物獨(dú)特的溶解性使其在該反應(yīng)中表現(xiàn)出特殊的促進(jìn)作用。在ZnCl2催化下，芳香醛、地麥冬和硫酚的三組分反應(yīng)產(chǎn)物可脫去硫酚生成?-甲烯基-1,3-二羰基雙烯體，該雙烯體與苯乙烯反應(yīng)生成2,4,5,6-四取代-3,4-二氫-2H-吡喃，產(chǎn)物以cis構(gòu)象為主。
　　最后，基于含氧六元

5、雜環(huán)化合物的親電開環(huán)反應(yīng)，將2-芳基或烷氧基-3,4-二氫-2H-吡喃作為原料應(yīng)用于有機(jī)合成。2-芳基-3,4-二氫-2H-吡喃在酸催化下與親核試劑發(fā)生開環(huán)反應(yīng)可以得到1,3-二羰基取代苯甲烷衍生物，反應(yīng)機(jī)理包含有芐基碳正離子的生成和捕捉過(guò)程。MnCl2.4H2O是2-芳基-3,4-二氫-2H-吡喃與吲哚開環(huán)反應(yīng)的最佳催化劑，反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò)Mn(OAc)3促進(jìn)的自由基關(guān)環(huán)反應(yīng)可以合成骨架曾被證明具有抗老年癡呆癥活性的藥物分子；在2-芳基-

6、3,4-二氫-2H-吡喃與硫酚的開環(huán)反應(yīng)中，MnBr2表現(xiàn)出最高的催化活性；在不同催化條件下，苯亞磺酸、苯甲酰胺、三甲基烯丙基硅、4-羥基-6-甲基吡喃酮、2-萘酚、1,3-間二苯酚和2-甲基呋喃都可與2-芳基-3,4-二氫-2H-吡喃發(fā)生開環(huán)反應(yīng)。2-丁氧基-3,4-二氫-2H-吡喃在酸催化下與兩分子親核試劑發(fā)生開環(huán)反應(yīng)可以合成1,3-二羰基官能化對(duì)稱雙取代甲烷衍生物，反應(yīng)本質(zhì)為[O,O]-縮醛的親電取代反應(yīng)。MnCl2.4H2O是2

7、-丁氧基-3,4-二氫-2H-吡喃與兩分子吲哚開環(huán)反應(yīng)的最佳催化劑，其開環(huán)產(chǎn)物可用于合成具有抑制血管增生活性的藥物分子；在2-丁氧基-3,4-二氫-2H-吡喃與兩分子硫酚的親電開環(huán)反應(yīng)中，MnBr2表現(xiàn)出最高的催化活性，反應(yīng)經(jīng)[S,O]-縮醛中間體進(jìn)行；在LiBr催化下，2-丁氧基-3,4-二氫-2H-吡喃只與一分子硫酚發(fā)生開環(huán)反應(yīng)，生成鏈狀[S,O]-縮醛化合物，該化合物可進(jìn)一步與另一種親核試劑發(fā)生取代反應(yīng)，生成1,3-二羰基官能化非