二取代四氢噻吩合成研究

发布时间：2020-10-20 21:35

　　 多取代四氢噻吩类化合物是合成噻吩类化合物的重要中间体,是一类具有生物活性的重要结构单元。目前四氢噻吩类化合物的合成方法多集中在手性非消旋的多取代四氢噻吩或其消旋体的合成,而对于手性和消旋的四氢噻吩通用的合成方法还存在挑战,对其的研究开发具有重要意义。课题组前期发现了一种制备二取代四氢噻吩的新方法,以1-庚烯-4-醇为原料,通过环氧化、甲磺酰化、以及与硫代醋酸根负离子的亲核取代反应,三步合成4-乙酰氧基-2-丙基四氢噻吩。本论文对该方法进行底物拓展研究,优化反应条件,提出合理的反应机理。考察4-位取代基的位阻效应对反应的影响。当1-烯-4-醇的4-位取代基为有位阻的烷基时,比如异丙基、叔丁基、环己基或苯乙基,在80℃乙腈回流的条件下,均得到4-乙酰氧基四氢噻吩类化合物,证明4-位取代基的位阻不会影响关环产物的形成。推测反应机理如下:乙酰硫负离子首先在1位碳和4位碳进行亲核取代,然后分子内的乙酰基迁移,得到的烷基硫负离子通过C-C单键旋转达到成五元环的优势构象,最后通过分子内的亲核取代,关环得到产物。考察了温度对关环产物的影响,结果显示反应在高温(即110℃甲苯回流的条件下)产率略有提高,表明升温有利于反应的进行。考察4-位取代基的电子效应对反应的影响。当1-烯-4-醇的4-位取代基为芳基时,比如苯基或对甲基苯基,反应在80℃得到开链的三乙酰基取代的产物;在110℃则得到关环产物2-取代基-4-乙酰硫基四氢噻吩。推测关环产物的形成是由于反应中生成了环硫环中间体,然后通过环硫环模型实验验证了该推测的合理性。产物中4位取代基为乙酰硫基,而不是乙酰氧基的原因,推测是芳基的存在阻碍了C-C单键旋转,而达不到成五元环的优势构象,使1位碳的硫负离子进攻2位碳得到环硫环关键中间体,然后再与乙酰硫负离子反应,关环得到产物。当1-烯-4-醇的4-位取代基为p-三氟甲基苯基时,反应在80℃和110℃均得到了4-乙酰氧基四氢噻吩。推测是由于苯环上强吸电子基团三氟甲基的存在,使1位碳的硫负离子易于进攻4位碳,然后关环得到产物。在以上实验的基础上,进一步考察电子效应对反应的影响。当1-烯-4-醇的4-位取代基为苄基时,反应在80℃得到2-苄基-4-乙酰氧基四氢噻吩,在110℃则得到2-苄基-4-乙酰硫基四氢噻吩。表明反应温度对关环产物有很大的影响,对产物的形成机理还有待于进一步的探索。本论文建立的制备二取代四氢噻吩的新方法具有高收率、便捷、环保的优点,适用于不同的1-烯-4-醇反应底物,为多取代四氢噻吩类化合物的合成提供了一种更有效的选择路径。
【学位单位】：北京工商大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O626.12
【部分图文】：

二取代四氢噻吩合成研究第 1 章 绪论合物的重要性合物在含 1,3-氧硫官能团的香料化噻吩类香料具有除一般含硫香料所具殊气味[1]。如图 1.1 所示，现在市面EMA:3266，CAS:1003-04-9）、潜香仅有肉香，还有明显的葱蒜、以及蔬果的添加剂[2]；2-甲基四氢噻吩-3-酮 位甲基取代，呈现出了芳香、焦香、

类香料具有除一般含硫香料所味[1]。如图 1.1 所示，现在市A:3266，CAS:1003-04-9）、潜肉香，还有明显的葱蒜、以及添加剂[2]；2-甲基四氢噻吩-3基取代，呈现出了芳香、焦香图 1.1 食品中常见四氢噻吩类香料在食品领域中广泛存在，还更结构化合物在生物医药领域的性的非常重要的结构单元。最tin）就是一类天然存在的含有报道了多种合成其的方法[5]。

除了在生物医药及香料领域的应用，四氢噻吩类化合物还被广泛应用于其他领域。如在各种化学反应中作为辅助模板，控制各种化学转化。具有代表性的化学反应有不对称氢化反应[9]、催化的不对称环氧化反应[10]、催化的分子内环丙烷化反应[11]；此外四氢噻吩类化合物在材料领域，具有非常好的自助装性能，可以吸附在金表面，形成自组装单层从而用于材料表面物化性质的改进与控制[12]。1.1.2 四氢噻吩类化合物的合成方法在过去的几十年中，因为四氢噻吩结构独特的性质，成为了广大有机合成尤其是在有机硫化学领域的研究热点，已报道了大量关于多取代四氢噻吩类化合物的合成方法的工作。2012 年 Benetti 研究小组[13]发表的一篇综述性文章，系统的总结了近十几年在手性非多取代四氢噻吩类化合物和消旋多取代四氢噻吩类化合物合成方面的工作。2013 年 Chandra 研究小组[14]在多种反应串联催化形成 C-C 键的综述中，总结了脂肪五元杂环中四氢噻吩环的合成方法。总结多取代四氢噻吩类化合物合成方法以及与本论文合成方法相关的报道，目前多取代四氢噻吩类化合物的合成方法有如下几个方面。
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本文编号：2849175