以N-硫代丁二酰亚胺为亲电试剂合成3-硫代香豆素、3-硫代喹啉酮及β-氨基硫醚的研究

摘要

香豆素和喹啉酮衍生物是两类重要的杂环分子骨架，普遍存在于天然产物和各类功能性材料中，而且在香豆素环和喹啉酮环的3 位引入其他官能团，在丰富两类分子的药理活性、功能特性有着极大的促进作用；P-氨基硫醚是一类重要的含硫分子化合物，在有机小分子及天然产物中扮演着重要角色。因而，对于上述三种化合物的合成及官能化研究，越来越受到研究者的高度重视，也是药物化学和有机化学领域的研究热点之一。 本论文第一部分研究了炔酸酯化合物与N-硫代丁二酰亚胺试剂亲电环化合成3-硫代香豆素。使用0.225 mmol三氟化硼乙醚，以0.15 mmol苯丙炔酸苯酯，0.225mmol N-硫代（4-甲基苯基）丁二酰亚胺为底物，以二氯甲烷 1.5m L为溶剂室温下反应4-6h ,目标产物收率高达87% 。接着对底物进行拓展研究其广普性，大都取得中等到优秀的收率。最后对反应机理进行了推断，并对产品的应用进行了研究。 本论文第二部分对烯烃、苯磺酰胺化合物与N-硫代丁二酰亚胺试剂三组分硫胺化反应合成β-氨基硫醚进行了研究。经过条件优化，当选用0.3 mmol苯乙稀，0.45 mmol N-硫代 （4-甲基苯基）丁二酰亚胺，0.33 mmol对甲苯磺酰胺，0.06mmol三氟化硼乙醚，溶剂为1.OmL 二氯甲烷，常温下反应4-8 h ,目标产物收率高达84%。最佳条件下研究了反应的广普性，取得令人满意的收率。随后对查尔酮这一底物进行了克级规模反应，收率良好。后来用苯乙烯、N-硫代 （邻-溴苯基）丁二酰亚胺试剂和对甲苯磺酰胺一锅法反应生成二氢苯并噻嗪，并对其进行了条件优化，考察了其广普性。最后,对反应机理进行了推断，对产品的应用进行了进一步研究。 本论文第三部分对炔酰胺和N-硫代丁二酰亚胺试剂的环化合成3-硫代喹啉-2-酮进行了研究。当选用0.015 mmolN-甲基-N-苯基炔酰胺,0.225 mmol N-硫代 （4-甲基苯基）丁二酰亚胺,0.045 mmol无水氯化银，溶剂为1.0 mL乙腈，60 ℃条件下反应，产物收率高达90% 。在此条件下对反应的广普性进行研究发现，大都获得中等至优秀的收率，该条件普适性很好。研究发现对位氟基团的N-芳基丙炔化合物和N-硫代丁二酰亚胺可以转化为3-硫代氮杂螺[4，5]三烯酮，然后对反应的机理进行了推测，对某些产物的应用也进行了深入的研究。 本论文合成产物，其结构均经HRMS和 1NMR、13CNMR进行表征，部分产物的分子结构由X-射线单晶衍射进一步确证。三种产物的合成路线,具有以下优点：（1) 以N-硫代丁二酰亚胺为亲电硫试剂，完成了多种含硫杂环的构建；（2) 产物收率高，操作简单，所发展的方法学为相关含硫骨架的合成提供了新方法。

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摘 要

ABSTRACT

符号说明

第一章 绪 论

1.1硫的基本概述

1.2 亲电硫试剂与炔烃的反应

1.3 亲电硫试剂与烯烃的反应

1.4 亲电硫试剂与杂芳烃的反应

1.5 亲电硫试剂与卡宾前体化合物的反应

1.6 亲电硫试剂与酮或醛的反应

1.7 立题依据

第二章 以N-硫代丁二酰亚胺为亲电试剂合成3-硫代香豆素的研究

2.1 引言

2.2 3-硫代香豆素化合物的合成研究进展

2.3 以N-硫代丁二酰亚胺为亲电试剂合成3-硫代香豆素的研究

2.3.1 反应条件的优化

2.3.2 底物的广普性研究

2.4 反应机理的研究

2.4.1 控制性实验反应的研究

2.4.2 反应机理的推测

2.5 合成方法的应用研究

2.6 结论

第三章 以N-硫代丁二酰亚胺为亲电试剂合成β-氨基硫醚的研究

3.1 引言

3.2 β-氨基硫醚化合物的合成研究进展

3.3 以N-硫代丁二酰亚胺为亲电试剂合成β-氨基硫醚的研究

3.3.1 实验条件的优化

3.3.2 底物的广普性研究

3.4 一锅法合成二氢苯并噻嗪

3.4.1 二氢苯并噻嗪的条件优化

3.4.2 二氢苯并噻嗪的底物拓展

3.5 反应机理的推测

3.5.1 质谱（MALDI）用于1j与3c的反应

3.5.2 反应机理推测

3.6 合成方法的克级放大

3.7 产物的应用研究

3.8 结论

第四章 以N-硫代丁二酰亚胺为亲电试剂合成3-硫代喹啉-2-酮的研究

4.1 引言

4.2 3-硫代喹啉-2-酮化合物的合成研究进展

4.3 以N-硫代丁二酰亚胺为亲电试剂合成3-硫代喹啉-2-酮的研究

4.3.1 反应条件的优化

4.3.2 底物的广普性研究

4.4 N-苯基炔酰胺与硫代丁二酰亚胺的反应

4.5 3-硫代氮杂螺[4,5]三烯酮的合成

4.5.1 3-硫代氮杂螺[4,5]三烯酮的条件优化

4.5.2 3-硫代氮杂螺[4,5]三烯酮的底物广普性研究

4.6 反应机理的研究

4.6.1 控制性实验反应的研究

4.6.2 MS（MALDI-TOF）研究1s的ipso环化

4.6.3 反应机理的推测

4.7 合成方法的应用研究

4.8 结论

第五章 实验部分

5.1 实验仪器与药品

5.1.1 实验所用仪器

5.1.2 实验所用药品

5.2 原料的制备

5.2.1 苯丙炔酸的制备

5.2.2 炔酸酯的制备

5.2.3 N-硫代丁二酰亚胺试剂的制备

5.2.4 炔酰胺的制备

5.3 产品的合成方法

5.3.1 3-硫代香豆素的合成

5.3.2 β-氨基硫醚的合成

5.3.3二氢苯并噻嗪的合成

5.3.4 3-硫代喹啉-2-酮的合成

5.3.5 3-硫代氮杂螺[4,5]三烯酮的合成

5.3.6苯并噻吩并[3,2-b]喹啉的合成

5.4 产物的数据表征

第六章 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

参考文献

致谢

硕士期间发表论文

附录1 单晶数据

附录2 部分产物氢谱碳谱