α—烯?；蚩s烯酮的合成及應用研究.pdf

1、自從1910年Kelber首次合成α-苯甲?；琢蚩s烯酮以來，經過近百年的發(fā)展，α-羰基二硫縮烯酮化學已經在合成有機化學中占有了重要一席，特別是近三十年來發(fā)展更快，每年都有相當數量的文章出現，并有數篇綜述對這些工作進行了總結。一般來說，基于α-羰基二硫縮烯酮化學的反應主要為：與金屬有機試劑的選擇性加成反應，與氮親核體的共軛加成反應，α-碳原子的親核性及相關反應，烷硫基作為硫醇的替代試劑的應用及基于如上反應的合成應用。 在眾多的

2、α-羰基二硫縮烯酮類化合物中，α-烯?；蚩s烯酮具有易于制備，官能團多等特點。從結構上看，α-烯?；蚩s烯酮屬于1，5-雙親電的雙Michael受體，可與親核體(Michael給體)發(fā)生親核加成及親核加成消除等反應。此外，α'-位官能團及烷硫基的變化將對該類化合物的性質產生明顯的影響。因此，α-烯?；蚩s烯酮的合成及其在合成中的應用研究是一重要的研究課題。 發(fā)展新的基元反應和新的合成方法是有機化學創(chuàng)新進步的基礎。在本課題組

3、常年從事α-羰基二硫縮烯酮化學研究的基礎上，本論文利用合成設計、以α-烯酰基二硫縮烯酮的合成為工作基礎，以發(fā)展新基元合成反應和合成新方法為目標，創(chuàng)建了一種新的[5+1]成環(huán)策略，由此建立了一種通用性強、步驟簡潔的合成多取代六員碳環(huán)、多取代含氮及含硫六員雜環(huán)化合物的新方法。同時，從α-烯?；蚩s烯酮類化合物出發(fā)，對經分子內Anti-Michael反應合成含氧，氮，硫五員雜環(huán)化合物的合成方法學進行了較為深入的探討。論文工作主要包括以下兩大

4、部分七個方面的內容。 第一部分，α-烯?；蚩s烯酮作為1，5-雙親電五碳合成子的[5+1]成環(huán)策略一構筑多取代六員碳環(huán)、含氮及含硫六員雜環(huán)化合物的新方法。包括：1.設計合成了新的α-乙?；蚩s烯酮化合物，然后經與各種醛的縮合反應，制備了一系列α-烯?；蚩s烯酮化合物。 2.創(chuàng)建了區(qū)域專一性的[5C+1C]成環(huán)策略。利用[5C+1C]成環(huán)策略合成了一系列多取代酚類化合物，通過中間體的捕捉，提出了可能的環(huán)合芳構化反應機

5、理。3.通過調控反應條件，以α-烯?；蚩s烯酮與硝基烷烴的[5C+1C]成環(huán)為基礎，實現了多取代環(huán)己烯酮的合成，并且發(fā)現該反應具有很高的立體選擇性。 4.作為[5C+1C]成環(huán)策略的擴展，實現了α-烯?；蚩s烯酮與胺的[5C+1N]成環(huán)反應，發(fā)展了合成二氫-4-吡啶酮化合物的新方法。實驗表明，多種胺類化合物都可以應用到該成環(huán)反應中。通過手性誘導，實現了二氫-4-吡啶酮的不對稱合成。 5.發(fā)展了[5C+1S]一步合成二

6、氫-4-噻喃酮的新方法。α-烯?；蚩s烯酮能夠與Na2S·9H2O在溫和的條件下進行成環(huán)反應，較高產率地生成了一系列多取代的二氫-4-噻喃酮類化合物。其中，使用無毒，商業(yè)上易得的Na2S·9H2O作為硫源是該方法的一個特色。在進一步的應用中，我們合成了2-氨基噻喃酮衍生物以及DNA依靠的蛋白質激酶(DNA-PK)的抑制劑。 第二部分，我們研究了α-烯?；蚩s烯酮分子內的成環(huán)反應，發(fā)現了新穎的涉及α，β-乙烯基不飽和體系的分子

7、內anti-Michael加成反應，并分別合成了一系列重要的五員雜環(huán)化合物：特窗酸(Tetronicacids)、特胺酸(Tetramicacids)和二氫噻吩-3-酮。 這一部分內容主要包括：6.我們發(fā)現α-乙?；?α-乙氧羰基二硫縮烯酮與2-/4-吡啶甲醛經序列的堿-酸催化反應，能夠一步直接生成特窗酸衍生物。經過對反應機理的研究，證明關環(huán)步驟是α-烯酰基-α-羧基二硫縮烯酮分子內的氧雜anti-Michael加成反應。進一步

8、，我們研究了所得特窗酸的轉化反應，合成了一些新的特窗酸衍生物。 7.我們進一步拓展分子內anti-Michael加成反應的范圍，實現了酰胺負離子與α，β-不飽和烯酮體系的分子內氮雜anti-Michael加成反應。通過α-乙?；?α-芳胺/烷胺羰基二硫縮烯酮與各種醛的縮合反應，我們很容易地一步合成了多取代的特胺酸化合物。通過對反應機理的研究，我們發(fā)現環(huán)合步驟是α-烯?；?α-芳胺/烷胺羰基二硫縮烯酮分子內的氮雜anti-Mich

9、ael加成。經實驗對比與理論計算，我們認為(1)親核位點與親電位點的共軛連接及(2)親核位點與烯酮α-位的鄰近是分子內anti-Michael加成反應發(fā)生的有利因素。我們的結果證明通過鈍化烯酮體系的羰基也可以引發(fā)anti-Michael加成反應。 8.進一步，我們又發(fā)現了一個涉及α，β-不飽和烯酮體系的分子內anti-Michael加成反應，即α-烯?；h(huán)二硫縮烯酮在胺類化合物的作用下能夠發(fā)生開環(huán)-分子內的硫雜anti-Mich