咪唑并[1,2-a]吡啶类衍生物及螺吡咯类化合物的合成方法研究

摘要

咪唑并[1,2-α]吡啶类化合物是一类在医药、农药和染料工业有着广泛应用价值的含氮稠杂环化合物。该类化合物由于其特定的生理活性以及和吲哚、氮杂吲哚等在结构上的相似性,引起了人们广泛的兴趣。
　　从绿色可持续化学的角度来讲,无溶剂反应(SFR)是一个重要的合成反应。这种方法可以减少不必要的危险化学品(包括溶剂)的使用,增加对于特定产物的选择性,又提高了许多有机反应的速率。
　　从上个世纪六、七十年代起,生物学家和药物学家陆续发现,具有螺环结构的化合物在从自然界分离得到的具有生物活性的物质中占有相当的比例。此外,螺环类化合物还具有各种各样的药物活性,如抗菌、抗癌等,有些还具有抗白血病、抗痉挛和局部麻醉的功能。
　　第一章综述了β-羰基二硫代羧酸酯,杂环烯酮缩胺,咪唑并[1,2-α]吡啶和螺吡咯类化合物的合成及应用;对无溶剂反应(SFR),多组分反应(MCR)等合成方法在有机合成中的应用进行了概述。
　　第二章构建了三组分“一锅煮”合成咪唑[1,2-α]吡啶类衍生物的方法,并以杂环烯酮缩胺,β-羰基二硫代羧酸酯,醛为原料选择性合成了未见文献报道的27个新型1,2,3,5,6,7-六氢咪唑[1,2-α]吡啶类衍生物及1,2,3,5,6,7-六氢吡啶[1,2-α]嘧啶类衍生物。在确定了1.0 equiv三乙胺和乙醇为最佳条件后,首次引入了无溶剂反应。该反应避免了溶剂的使用,降低了对环境的污染,减少了能源和资源的浪费,满足了绿色化学的要求。
　　第三章构建了五组分“一锅煮”合成螺吡咯类化合物的方法,并以水合茚三酮、邻苯二胺、肌氨酸、氰基乙酸乙酯和醛为原料,肌氨酸自催化下合成了13种未见文献报道的新型螺吡咯类化合物。在确定了1.2 equiv肌氨酸和乙醇为溶剂的最佳反应条件后,将溶剂热合成应用于该化合物的合成。该反应生成了多个新化学键和立体活性中心,反应过程仅损失了四分子水和一分子CO2,既环境友好,又提高了原子利用率,满足了绿色化学的要求。
　　全文合成的40个新化合物的结构均经IR、1H NMR、13C NMR和HRMS验证,证明了化合物结构的正确性,同时培养出了螺吡咯类化合物和1,2,3,5,6,7-六氢咪唑[1,2-α]吡啶类衍生物的单晶,通过单晶X射线衍射分析,确定了化合物精确的空间构型。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:论文中使用的符号说明

第一章 文献综述

1.1 β-羰基二硫代羧酸酯概述

1.1.1 β-羰基二硫代羧酸酯的简介

1.1.2 β-羰基二硫代羧酸酯的应用

1.2 杂环烯酮缩胺概述

1.2.1 杂环烯酮缩胺的简介

1.2.2 杂环烯酮缩胺的应用

1.3 咪唑并吡啶类化合物的简介

1.3.1 由吡啶衍生物合成咪唑并[1,2-α]吡啶

1.3.2 由咪唑化合物合成咪唑并[1,2-α]吡啶

1.3.3 由吡啶衍生物合成咪唑并[1,5-α]吡啶

1.3.4 由咪唑衍生物合成咪唑并[1,5-α]吡啶

1.4 螺杂环化合物概述

1.5 多组分反应概述

1.5.1 多组分反应简介

1.5.2 多组分反应的最新进展

1.6 无溶剂反应(SFR)的概述

1.6.1 氧化反应

1.6.2 还原反应

1.6.3 加成反应

1.6.4 偶联反应

1.6.5 取代反应

1.7 立题依据

第二章 咪唑并[1,2-α]吡啶类化合物的合成

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 合成路线

2.2.2 仪器与试剂

2.2.3 实验步骤

2.3 结果与讨论

2.3.1 最佳反应条件的选择

2.3.2 取代基对反应的影响

2.4 谱图解析

2.5 可能的反应机理

2.6 单晶结构解析

2.7 本章小结

第三章 螺吡咯类化合物的合成

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 合成路线

3.2.2 仪器与试剂

3.2.3 合成步骤

3.3 结果与讨论

3.3.1 最佳反应条件的选择

3.3.2 取代基效应的影响

3.4 谱图解析

3.5 可能的反应机理

3.6 单晶结构解析

3.7 本章小结

结论

参考文献

致谢

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