两类含有吡唑酮或吲哚酮结构的色满衍生物的合成与结构表征——羰基与醛基的反应活性及化学选择性

发布时间：2021-08-18 19:22

　　以色酮醛为反应物,在四氢吡咯催化条件下分别与甲基吡唑酮或2-吲哚酮发生加成-消除反应,得到两类含有吡唑酮或吲哚酮结构的色满衍生物,并且通过熔点测定、核磁共振(¹H NMR、¹³C NMR)、高效液相色谱（HPLC）和高分辨质谱仪（HRMS）对产物结构进行表征。 

【文章来源】：大学化学. 2020,35(03)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

色酮醛与两类亲核试剂发生缩合反应

通过查阅文献[8–12]，推断该反应之所以没有得到醛基的缩合产物，反应经历了如下过程：首先2,4-二氢-3-甲基-1-苯基-5吡唑酮2或N-叔丁氧羰基-2-吲哚酮2’在四氢吡咯作用下产生烯胺中间体I和II，此时四氢吡咯不会与色酮-3-甲醛1产生烯胺中间体，因为色酮醛上没有可产生烯酮中间体的α-氢原子。随后烯胺中间体I和II与色酮-3-甲醛1的酮羰基发生加成-消除反应得到相应的反应中间体I’和II’，进一步发生水解反应得到产物3和3’(图4)。反应过程中之所以没有得到亲核试剂和色酮-3-甲醛1醛基反应的缩合产物，可能的原因有两点：(1)烯胺中间体I或II与色酮-3-甲醛1的酮羰基发生缩合反应以后，所得到的产物3或3’具有更加稳定的共轭结构，反应产物属于热力学控制；(2)色酮-3-甲醛1中的醛基优先与烯胺中间体I或II发生缩合反应，这是一个可逆反应，反应过程中同样会产生烯胺中间体I或II与色酮-3-甲醛1的酮羰基发生缩合反应的产物3或3’，因为3或3’具有更好的热力学稳定性，所以主要得到产物3和3’。6 教学建议

由此可见，不论是电子效应还是体积效应的影响，酮的反应活性均低于醛[2,3]。基础有机化学理论指出，如果一个分子中既有醛基又有酮羰基，当发生亲核加成-消除反应时，分子中的醛基将优先发生反应，如果反应要求酮羰基发生反应而醛基保持不变，则必须先保护醛基，然后使酮羰基发生反应，反应完成以后再脱除醛基的保护基，即“保护–反应–脱保护”的反应过程[4,5]，整个过程需要三步反应完成。如何能够开发新的合成路径，减少反应步骤，提高反应效率始终是有机化学家追求的目标。色酮是一类广泛存在于自然界中的天然产物，具有抗炎、抗病毒、抗氧化等生物活性[6,7]，其核心骨架含有苯并吡喃结构。色酮-3-甲醛1是合成色酮衍生物的常用原料，该化合物分子结构中同时含有酮羰基和醛基，本实验以四氢吡咯为催化剂，利用色酮-3-甲醛1与2,4-二氢-3-甲基-1-苯基-5吡唑酮2或N-叔丁氧羰基-2-吲哚酮2’发生缩合反应，分别合成含有吡唑酮或吲哚酮结构的色满衍生物3或3’(图2)。本实验操作步骤简单，所使用的化学原料和试剂便宜易得，实验安全性高，非常适合本科生的综合有机合成实验教学，有利于帮助学生理解有机化合物不同官能团反应的化学选择性。通过本实验，不仅可以提高学生的综合实验操作技能，而且能够使学生接触到前沿的科学研究，激发学生对科学研究的兴趣，培养学生的创新能力。


本文编号：3350480