硫-迈克尔加成/环化串联反应合成2，7-二氧杂双环[2.2.1]庚-3-酮衍生物

发布时间：2021-04-16 15:56

　　具有环状结构的有机硫化物广泛地应用于药物化学,农业化学和材料化学中,也是很多天然产物中的重要生物活性基团,构建结构多样的环状有机硫化物将能够促进相关生物活性化合物的合成与修饰。同时,环状有机硫化物还可以参与众多的转化反应,是重要的有机合成中间体,研究这类化合物的合成方法具有重要意义。硫-迈克尔（Sulfa-Michael）加成引发的串联环化反应是构建环状有机硫化物的有效方法,同时还可以构建多个手性中心,这类方法具有高效,原子经济性等特点。O-酰基半硫代缩醛的异构化是一种原子经济性合成硫酯类化合物的方法,本文将其异构化同MBH碳酸酯参与的烯丙基取代反应相结合,在Lewis碱的作用下合成了一系列烯丙基硫酯类化合物,这类化合物可以在催化量引发剂的作用下,发生分子内硫-迈克尔加成/环化串联反应,构建环状有机硫化物。主要内容如下:1.发展了一种通过催化型的硫-迈克尔加成/环化串联反应非对映选择性合成2,7-二氧杂双环[2.2.1]庚-3-酮衍生物的方法。该方法首先通过Lewis碱催化的O-酰基半硫代缩醛异构化/烯丙基化反应构建了一系列含有缺电子烯烃的硫酯类化合物,随后,这类烯丙基硫酯化合物在催化... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

endo-6aa的X-射线单晶衍射图

我们将这一最优条件应用到有苯基取代的底物3ba中(主要异构体的X单晶衍射结果如图2.12,主要异构体仍为endo型产物),发现在这一条件下,反应48个小时之后,仍有原料剩余,通过核磁分析我们发现只有一个异构体可以反应,而另外一个不能发生环化反应(从环化产物的构型我们推断出可以发生环化反应的异构体为anti型3ba),并且产率较低,仅有61%(基于anti-3ba的量计算,表2.7,序号1),但是能够得到较好的非对映选择性,为了进一步提高反应产率和非对映选择性,我们对这类底物也进行了简单的条件优化。首先我们增大EtONa的用量(表2.7,序号2),反应产率略有提高,但是变化并不明显。随后尝试降低反应温度,发现反应非对映选择性可以得到大于19/1的结果,但是在低温条件下,反应进行非常缓慢(表2.7,序号3)。然后我们用苯硫酚钠来引发该反应,起初用20 mol%的引发剂,反应可以很快进行,但是非对映异构体比例较低(表2.7,序号4),当降低催化剂用量之后,反应时间延长,我们惊喜地发现非对映异构体比例可以提高到15/1(表2.7,序号5)。因此我们确定最优引发剂为10 mol%苯硫酚钠。当我们投料为syn-3ba时,在60oC条件下放置12个小时反应并没有发生(表2.7,序号6)。

在筛选有苯基取代的底物3ba环化条件过程中我们发现,使用拉电子基为乙酰基的底物3be进行环化时,anti型和syn型烯丙基硫酯都可以发生环化,以82%的产率得到产物。我们对环化之后的产物核磁进行了仔细的分析,发现环化之后的碳谱中与原来相比酮羰基上的碳化学位移发生了变化,推测该羰基部位可能参与了反应。我们结合核磁,对环化过程进行了推测,认为可能是由于酮羰基具有更高的活性,导致在发生硫-迈克尔加成之后形成了烯醇中间体,随后形成的氧负离子被硫酯基团中的羰基捕获,从而生成了二氢吡喃类环状结构(图2.13)。由于该环化产物为油状液体,我们进行了一步转化反应,使用3-氯过氧苯甲酸(m-CPBA)将硫醚氧化为砜,培养单晶,通过X-单晶衍射实验确定了该环化产物的结构。该结果表明,我们可以通过对底物中拉电子基的控制,从而控制其环化过程,以得到含有不同环状结构的有机硫化物。由于在这一步中不产生新的手性中心,因此不存在非对映选择性的控制问题。综上所述,在这一部分工作中我们确定了硫-迈克尔加成串联环化反应的最优条件:


本文编号：3141728