α—烯?；蚩s烯酮的合成及應(yīng)用研究.pdf

1、自從1910年Kelber首次合成α-苯甲酰基二甲硫縮烯酮以來，經(jīng)過近百年的發(fā)展，α-羰基二硫縮烯酮化學(xué)已經(jīng)在合成有機(jī)化學(xué)中占有了重要一席，特別是近三十年來發(fā)展更快，每年都有相當(dāng)數(shù)量的文章出現(xiàn)，并有數(shù)篇綜述對(duì)這些工作進(jìn)行了總結(jié)。一般來說，基于α-羰基二硫縮烯酮化學(xué)的反應(yīng)主要為：與金屬有機(jī)試劑的選擇性加成反應(yīng)，與氮親核體的共軛加成反應(yīng)，α-碳原子的親核性及相關(guān)反應(yīng)，烷硫基作為硫醇的替代試劑的應(yīng)用及基于如上反應(yīng)的合成應(yīng)用。 在眾多的

2、α-羰基二硫縮烯酮類化合物中，α-烯?；蚩s烯酮具有易于制備，官能團(tuán)多等特點(diǎn)。從結(jié)構(gòu)上看，α-烯酰基二硫縮烯酮屬于1，5-雙親電的雙Michael受體，可與親核體(Michael給體)發(fā)生親核加成及親核加成消除等反應(yīng)。此外，α'-位官能團(tuán)及烷硫基的變化將對(duì)該類化合物的性質(zhì)產(chǎn)生明顯的影響。因此，α-烯酰基二硫縮烯酮的合成及其在合成中的應(yīng)用研究是一重要的研究課題。 發(fā)展新的基元反應(yīng)和新的合成方法是有機(jī)化學(xué)創(chuàng)新進(jìn)步的基礎(chǔ)。在本課題組

3、常年從事α-羰基二硫縮烯酮化學(xué)研究的基礎(chǔ)上，本論文利用合成設(shè)計(jì)、以α-烯酰基二硫縮烯酮的合成為工作基礎(chǔ)，以發(fā)展新基元合成反應(yīng)和合成新方法為目標(biāo)，創(chuàng)建了一種新的[5+1]成環(huán)策略，由此建立了一種通用性強(qiáng)、步驟簡潔的合成多取代六員碳環(huán)、多取代含氮及含硫六員雜環(huán)化合物的新方法。同時(shí)，從α-烯?；蚩s烯酮類化合物出發(fā)，對(duì)經(jīng)分子內(nèi)Anti-Michael反應(yīng)合成含氧，氮，硫五員雜環(huán)化合物的合成方法學(xué)進(jìn)行了較為深入的探討。論文工作主要包括以下兩大

4、部分七個(gè)方面的內(nèi)容。 第一部分，α-烯酰基二硫縮烯酮作為1，5-雙親電五碳合成子的[5+1]成環(huán)策略一構(gòu)筑多取代六員碳環(huán)、含氮及含硫六員雜環(huán)化合物的新方法。包括：1.設(shè)計(jì)合成了新的α-乙?；蚩s烯酮化合物，然后經(jīng)與各種醛的縮合反應(yīng)，制備了一系列α-烯?；蚩s烯酮化合物。 2.創(chuàng)建了區(qū)域?qū)Ｒ恍缘腫5C+1C]成環(huán)策略。利用[5C+1C]成環(huán)策略合成了一系列多取代酚類化合物，通過中間體的捕捉，提出了可能的環(huán)合芳構(gòu)化反應(yīng)機(jī)

5、理。3.通過調(diào)控反應(yīng)條件，以α-烯酰基二硫縮烯酮與硝基烷烴的[5C+1C]成環(huán)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了多取代環(huán)己烯酮的合成，并且發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)具有很高的立體選擇性。 4.作為[5C+1C]成環(huán)策略的擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)了α-烯?；蚩s烯酮與胺的[5C+1N]成環(huán)反應(yīng)，發(fā)展了合成二氫-4-吡啶酮化合物的新方法。實(shí)驗(yàn)表明，多種胺類化合物都可以應(yīng)用到該成環(huán)反應(yīng)中。通過手性誘導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)了二氫-4-吡啶酮的不對(duì)稱合成。 5.發(fā)展了[5C+1S]一步合成二

6、氫-4-噻喃酮的新方法。α-烯?；蚩s烯酮能夠與Na2S·9H2O在溫和的條件下進(jìn)行成環(huán)反應(yīng)，較高產(chǎn)率地生成了一系列多取代的二氫-4-噻喃酮類化合物。其中，使用無毒，商業(yè)上易得的Na2S·9H2O作為硫源是該方法的一個(gè)特色。在進(jìn)一步的應(yīng)用中，我們合成了2-氨基噻喃酮衍生物以及DNA依靠的蛋白質(zhì)激酶(DNA-PK)的抑制劑。 第二部分，我們研究了α-烯酰基二硫縮烯酮分子內(nèi)的成環(huán)反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)了新穎的涉及α，β-乙烯基不飽和體系的分子

7、內(nèi)anti-Michael加成反應(yīng)，并分別合成了一系列重要的五員雜環(huán)化合物：特窗酸(Tetronicacids)、特胺酸(Tetramicacids)和二氫噻吩-3-酮。 這一部分內(nèi)容主要包括：6.我們發(fā)現(xiàn)α-乙?；?α-乙氧羰基二硫縮烯酮與2-/4-吡啶甲醛經(jīng)序列的堿-酸催化反應(yīng)，能夠一步直接生成特窗酸衍生物。經(jīng)過對(duì)反應(yīng)機(jī)理的研究，證明關(guān)環(huán)步驟是α-烯?；?α-羧基二硫縮烯酮分子內(nèi)的氧雜anti-Michael加成反應(yīng)。進(jìn)一步

8、，我們研究了所得特窗酸的轉(zhuǎn)化反應(yīng)，合成了一些新的特窗酸衍生物。 7.我們進(jìn)一步拓展分子內(nèi)anti-Michael加成反應(yīng)的范圍，實(shí)現(xiàn)了酰胺負(fù)離子與α，β-不飽和烯酮體系的分子內(nèi)氮雜anti-Michael加成反應(yīng)。通過α-乙?；?α-芳胺/烷胺羰基二硫縮烯酮與各種醛的縮合反應(yīng)，我們很容易地一步合成了多取代的特胺酸化合物。通過對(duì)反應(yīng)機(jī)理的研究，我們發(fā)現(xiàn)環(huán)合步驟是α-烯?；?α-芳胺/烷胺羰基二硫縮烯酮分子內(nèi)的氮雜anti-Mich

9、ael加成。經(jīng)實(shí)驗(yàn)對(duì)比與理論計(jì)算，我們認(rèn)為(1)親核位點(diǎn)與親電位點(diǎn)的共軛連接及(2)親核位點(diǎn)與烯酮α-位的鄰近是分子內(nèi)anti-Michael加成反應(yīng)發(fā)生的有利因素。我們的結(jié)果證明通過鈍化烯酮體系的羰基也可以引發(fā)anti-Michael加成反應(yīng)。 8.進(jìn)一步，我們又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)涉及α，β-不飽和烯酮體系的分子內(nèi)anti-Michael加成反應(yīng)，即α-烯酰基環(huán)二硫縮烯酮在胺類化合物的作用下能夠發(fā)生開環(huán)-分子內(nèi)的硫雜anti-Mich