紫外光诱导产生乙烯酮双烯中间体的分子内[4+2]反应研究

摘要

长期以来,环加成反应在有机合成中占有重要地位,常用于合成六元环或其他多元环化合物。光化学环加成反应是环加成反应的重要组成部分,它是合成三至八元环结构化合物的重要的合成策略,这是因为此反应有较好的立体选择性以及可以获得一些热力学方法难以得到的化合物。Diels-Alder反应,又称[4+2]反应,是环加成反应中最典型的代表,已被深入研究并广泛应用于重要中间体的合成。然而,亚甲基乙烯酮(ketenemethide)不稳定中间体作为双烯体参与的[4+2]反应研究较少,且已有研究都是以苯并环丁酮类化合物为前体的。
　　在紫外光诱导作用下,邻甲酰基苯乙烯类化合物也可以原位生成ketenemethide双烯中间体,在本文中也尝试对这类化合物进行研究,但是其与外加亲双烯体发生的[4+2]反应仍未实现。在此中间体分子间[4+2]反应失败的基础上,经过理性的思考、理论的分析,重新设计了反应物分子。以邻苯二甲酸为起始原料合成了邻甲酰基苯基丁二烯类化合物,首次实现了这类化合物在紫外光作用下的分子内[4+2]环加成反应,这是ketenemethide中间体参与[4+2]反应的一大突破。通过对光照产物核磁数据的分析发现,其为两个具有苯并环己酮桥环结构的非对映异构体,且此分子内[4+2]反应具有高度的区域选择性。在此基础上,本文进一步研究了反应条件、取代基等对反应的影响;通过氘代实验、烯酮中间体的捕捉实验、自由基过程的否定实验、动力学实验等深入的研究了此反应的发生机理;同时,测定了反应的量子产率并对反应进行了放大;通过对所研究反应的分析,发现此ketenemethide中间体为缺电子双烯体,这与有报道称此类双烯体为富电子双烯体完全相反。此分子内[4+2]反应的产物—苯并二环己酮—可以作为预防、治疗二型糖尿病的药物—桥杂化型GPR40激动剂的重要中间体。因此,此反应在未来将具有较好的应用前景。