苯并咪唑鹽一碳單元轉(zhuǎn)移反應(yīng)及仿生合成新方法研究.pdf

1、生物體內(nèi)復(fù)雜且神奇的質(zhì)能轉(zhuǎn)化過(guò)程，幾乎都是在酶的指導(dǎo)下，在異常溫和的環(huán)境中高效、專一、和諧地進(jìn)行。酶在豐富多彩的生命活動(dòng)中所展現(xiàn)的獨(dú)特性能，引起了人們對(duì)生命現(xiàn)象探究的濃厚興趣，在分子水平上模擬生物酶成為近年來(lái)仿生化學(xué)前沿研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。四氫葉酸輔酶在生物體內(nèi)的作用是傳遞一碳單元進(jìn)行生物合成和代謝，是體內(nèi)許多物質(zhì)(包括DNA和RNA)甲基化的直接甲基源。結(jié)構(gòu)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)一碳單元處于甲酸氧化態(tài)時(shí)，四氫葉酸輔酶的活性結(jié)構(gòu)中心是生成或斷開(kāi)的

2、咪唑啉五元環(huán)，環(huán)上兩個(gè)不對(duì)稱氮原子差異較大的pKa是環(huán)的活性構(gòu)成之源。模擬四氫葉酸輔酶結(jié)構(gòu)功能和作用機(jī)制構(gòu)筑模型物以實(shí)現(xiàn)仿生一碳單元轉(zhuǎn)移反應(yīng)，可為有機(jī)合成開(kāi)拓新的反應(yīng)途徑，提供新的合成方法。 本文在課題組前期研究工作的基礎(chǔ)上，利用本課題組提出的可轉(zhuǎn)移甲酸氧化態(tài)一碳單元的四氫葉酸輔酶新模型苯并咪唑鹽，構(gòu)筑了22類模型化合物，系統(tǒng)研究了苯并咪唑鹽與Grignard試劑、親核胺試劑的加成。水解反應(yīng)和一碳轉(zhuǎn)移反應(yīng)，提出了39種醛、酮、酰

3、胺等化合物的仿生合成新方法(其中一元醛9種，二元醛2種，一元酮11種，二元酮4種，三元酮1種，環(huán)二酮1種，大環(huán)酮2種，N-取代甲酰胺5種、N-取代乙酰胺3種以及2-甲基苯并咪唑等化合物)。醛、酮及酰胺是重要的有機(jī)核心化合物，盡管其合成方法不斷得到拓展，但由于其特殊的結(jié)構(gòu)，其合成新方法的研究依然是有機(jī)化學(xué)一個(gè)既古樸又富挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域。此外，本文對(duì)苯并咪唑還原水解反應(yīng)也進(jìn)行了探討，提出9種醛、二醛的合成新方法。主要研究?jī)?nèi)容概括為以下三個(gè)方

4、面： (1)醛新合成方法研究。構(gòu)筑了1，3-甲基取代和芐基取代兩類苯并咪唑鹽作為四氫葉酸輔酶模型，分別與Grignard試劑、雙Grignard試劑親核加成，繼而水解成醛，實(shí)現(xiàn)一碳單元轉(zhuǎn)移，提出了9種醛和2種二醛的仿生合成新方法；在此基礎(chǔ)上，利用苯并咪唑的還原。水解反應(yīng)，又提出了6類醛和3類二醛的合成新方法，并對(duì)兩類合成方法的實(shí)驗(yàn)條件、結(jié)構(gòu)影響因素等予以討論，對(duì)兩類醛合成方法的適應(yīng)性進(jìn)行了比較。 (2)酮新合成方法研究。

5、通過(guò)構(gòu)筑苯并咪唑鹽2-位取代的四氫葉酸輔酶模型，或者帶有潛在反應(yīng)中心的功能化單元，使其與Grignard試劑轉(zhuǎn)移一碳單元，對(duì)五類19種酮提出新的仿生合成新方法，并對(duì)反應(yīng)機(jī)理、條件因素等進(jìn)行了探討。模型物苯并咪唑鹽2-位功能化取代基的設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)的分子內(nèi)一碳單元轉(zhuǎn)移環(huán)化合成大環(huán)酮的思路，是酮合成新方法的一大亮點(diǎn)。單、雙苯并咪唑鹽和單、雙Grignard試劑的變換組合實(shí)現(xiàn)的系列一碳單元轉(zhuǎn)移反應(yīng)，為多類型酮化合物提供了開(kāi)闊的合成視野。

6、 (3)酰胺新合成方法研究。在研究苯并咪唑鹽與Grignard試劑加成。水解反應(yīng)的基礎(chǔ)上，對(duì)苯并咪唑鹽與另一類親核試劑胺化合物的一碳單元轉(zhuǎn)移反應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，為8種酰胺類化合物和2-甲基苯并咪唑提出了仿生合成新途徑，對(duì)所合成的物質(zhì)通過(guò)<'1>H NMR、IR、MS等方式進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。 葉酸輔酶參與的一碳單元轉(zhuǎn)移反應(yīng)持續(xù)引起人們的極大興趣歸因于它在生物體系中的重要性以及在化合物合成、設(shè)計(jì)(特別是在抗癌藥物及液晶材料)等方