多取代硝基呋喃化合物和噻吩醛化合物的合成方法研究

发布时间：2021-12-22 23:47

　　多取代呋喃类化合物和噻吩类化合物在生物医药、材料科学等领域具有极大的应用价值和开发潜力,是许多天然产物和药物分子的重要结构单元,也是有机合成化学中的重要中间体。因此,开发一种在温和条件下高效选择性地合成多取代呋喃类化合物和噻吩类化合物的方案是非常必要的。本文主要开展了多取代3-硝基呋喃化合物和噻吩醛化合物的合成方法研究,并取得了如下结果:第一部分:本文报道了一种自由基参与的铁（Ⅲ）催化的高炔醇硝化反应。该过程以Al（NO₃）₃·9H₂O作为硝化试剂,在温和的条件下合成了多取代3-硝基呋喃化合物。在机理研究过程中本课题组发现,具有高活性的九水合硝酸铝可以产生硝基自由基,在该自由基的促进作用下,高炔醇的π-π键被高效活化,发生自由基加成反应,从而环化生成多取代呋喃。该方法反应条件温和,操作简单。第二部分:C–S键作为有机化学中最重要的碳杂原子键之一,广泛存在于许多药物分子、天然活性化合物和材料分子中。本文开发了一种以环丙基苯乙醇为底物,通过C–C键的裂解和C–S键的构建,一步合成多取代噻吩醛的新路线。该方法利用廉价、低毒、活... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：154 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

控制实验

在上述控制实验的基础上,以及通过对相关文献的调研,本课题组提出了一个可能性的机理,如图3-2所示。首先,在最佳反应条件下Al(NO3)3·9H2O原位生成硝基自由基。然后在硝基自由基作用下,底物3-1a经过自由基加成与硝基反应生成自由基中间体3-A。在铁催化体系中,3-A通过氧化反应生成阳离子中间体3-B。随后,中间体3-B分子内亲核取代而形成中间体3-C。最后,中间产物3-C通过Fe催化氧化芳构化反应生成目标产物3-3a。3.3 实验部分

图4-1控制实验根据之前的报道可知,S3?–在DMF或DMSO中可以由无机硫化物原位生成。由此推断,在DMSO作用下原位生成的S3?–可能参与了该环加成反应。根据上述结果和文献报道,本课题组提出了合成噻吩醛的假定反应机理(图4-2)[88-89]。首先,随着羟基的离去,底物4-1a在DMSO的氧负离子的亲核攻击下经历C–C键的裂解,生成中间产物4-A。然后中间体4-A经水解生成了4-A1,中间体4-A1在DMSO作用下经氧化作用脱水,与此同时释放出二甲基硫,生成了羰基产物中间体4-B。随即,中间体4-B在氧气作用下氧化脱氢反应生成共轭二烯化合物4-C。接着由K2S原位生成的S3?–进攻共轭二烯化合物4-C,生成自由基阴离子中间体4-D,并通过两条反应途径形成中间体4-F(途径A:从水中获得电子并捕获质子氢;路径B:从DMSO中捕获自由基氢)。在DMSO的氧化作用下,中间体4-F经氧化脱氢反应生成中间产物4-G,随后中间产物4-G通过S-S键均裂释放S2?–,并进行分子内自由基加成得到中间产物4-H。最后,中间体4-H进一步氧化得到噻吩醛4-2a。


本文编号：3547344