（有機(jī)化學(xué)專業(yè)論文）兩種苯并三唑衍生物的?；伴_環(huán)反應(yīng)研究.pdf

m a s c d i s s e r t a t i o n u d i e so nt h ea c y l a t i o na n d i u n g o p e n i n go ft w o b e n z o r i a z o l ed e r i v 盯i v e s m a s t e rc a n d i d a t e z h o n gz h i y u n d e g r e e s c i e n c em a s t e r m a jo r o r g a n i cc h e m i s t r y d r e g r e ea w a r d i n g z h e j i a n gn o r m a lu n i v e r s i t y s u p e r v i s o r p r o f w a n gx i a o x i a z h e j i a n gn o r m a lu n i v e r s t i y j i n h u a3 2 1 0 0 4 z h e j i a n g p r c h i n a a p r i l2 0 1 0 f l i 兩種苯并三唑衍生物的?；伴_環(huán)反應(yīng)研究 摘要 苯并三唑0 3 t h 價(jià)格低廉 無毒害而且性質(zhì)穩(wěn)定 是一種較為理想的有機(jī)合成 輔助試劑 它易于通過加成 縮合等反應(yīng)引入到多種化合物中 從而制備成它的衍生 物 其衍生物多為固體結(jié)晶 易于分離純化 b t 基團(tuán)的引入可增加反應(yīng)活性點(diǎn) 在 發(fā)生過需要的反應(yīng)后 由于苯并三唑本身很好的離去能力 又可根據(jù)需要通過合適的 方法將它脫除 并且?guī)缀蹩梢远炕厥斩玫窖h(huán)利用 本論文研究了兩類苯并三唑 衍生物 即?；讲⑷蚝唾啥讲⑷蚧蓟淄榈挠嘘P(guān)反應(yīng) 主要包括以下內(nèi)容 第一部分 研究了酰基苯并三唑?；痭 a n 3 的反應(yīng) 發(fā)現(xiàn)在f e c l 3 6 h 2 0 催化下 室溫 條件 反應(yīng)可以當(dāng)量轉(zhuǎn)化 得到酰基疊氮 進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn) 所制備的酰基疊氮在發(fā) 生c u r t i u s 重排過程中 可現(xiàn)場(chǎng)捕獲苯并三唑 以良好的收率得到異氰酸酯的等當(dāng)物 一氨基甲酰苯并三唑 氨基甲酰苯并三唑是結(jié)晶狀化合物 對(duì)濕氣較為穩(wěn)定 比異氰 酸酯便于儲(chǔ)存和純化 其與胺 醇等親核試劑順利發(fā)生反應(yīng)可得到脲和氨基甲酸酯 表現(xiàn)出了良好的反應(yīng)性和應(yīng)用前景 第二部分 發(fā)展了2e q 的苯并三唑與1e q 的 芳香醛在p t s a 的催化下進(jìn)行縮合合成偕二苯并三唑 即 雙苯并三唑基芳基甲烷的 兩種異構(gòu)體 苯并三唑 1 基 芳基甲烷和 苯并三唑 1 基 苯并三唑 2 基 芳基甲烷 的新方法 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)合成的 苯并三唑 1 基 芳基甲烷在烯丙基溴化釤的條件下可以 發(fā)生開環(huán)重排生成取代的苯并三嗪 接著具體研究了該反應(yīng)的機(jī)理 提出了比較合理 的自由基反應(yīng)機(jī)理 關(guān)鍵詞 ?；讲⑷?c u r t i u s 重排 氨基甲酰苯并三唑 偕二苯并三唑 烯丙基 溴化釤 開環(huán)重排 苯并三嗪 o 心 s t u d i e so nt h ea c y l a t i o na n dr i n g o p e n i n go f t w ob e n z o r i a z o l ed e r i v a l t i v e s a b s t r a c t b e n z o t r i a z o l e b t h w h i c hi sl o w c o s t n o n t o x i ca n ds t a b l ei nn a t u r e i sa ni d e a l a u x i l i a r yr e a g e n ti no r g a n i cs y n t h e s i s i t se a s yt oi n t r o d u c et h eb e n z o t r i a z o l y l b oi n t oa v a r i e t yo fc o m p o u n d st h r o u g ht h ea d d i t i o na n dc o n d e n s a t i o nr e a c t i o n t h eb e n z o t f i a z o l e d e r i v a t i v e st h u sp r e p a r e da r eu s u a l l yc r y s t a l l i n es o l i d s e a s yt os e p a r a t ea n dp u n f y t h e i n t r o d u c t i o no fb e n z o t r i a z o l y lg r o u pc a ni n c r e a s et h er e a c t i v ec e n t r e a n da f t e rt h ed e s i r e d r e a c t i o n i tc a l lb er e m o v e dt h r o u g hs u i t a b l em e a n ss i n c ei tb e a r sg o o dl e a v i n ga b i l i t y b e s i d e s t h eb e n z o t r i a z o l ec a nb er e c o v e r e da l m o s tq u a n t i t a t i v e l ya n dg e tr e u s e d t h e d i s s e r t a t i o n i n v e s t i g a t e d t w o t y p e s o f b e n z o t f i a z l o l e d e r i v a t i v e s n a m e l y n a c y l b e n z o t r i a z o l e sa n db i s b e n z o t r i a z o l y lc o m p o u n d s t h em e t h o d sf o rt h es y n t h e s i sa n d a p p l i c a t i o no f t h et w ot y p e so fb e n z t o r a i z o l ed e r i v a t i v e sw e r ed i s c u s s e d t h ed i s s e r t a t i o n t h u si n c l u d e st w op a r t s f i r s t l y 謝t 1 1av a r i e t yo fn a c y l b e n z o t r i a z o l ea st h es u b s t r a t e s t h e a c y l a t i o nr e a c t i o no fs o d i u ma z i d ew a s s t u d i e d i tw a sf o u n dt h a tt h er e a c t i o nc a np r o c e e d h i g h l ye f f i c i e n ta tr o o mt e m p e r a t u r ew i t l lf e c l 3 6 h 2 0a sac a t a l y s t t h ep r e p a r e da c y l a z i d e su n d e r w e n tc u r t i u sr e a r r a n g e m e n ti nt h ep r e s e n c eo fb e n z o t r i a z o l ea n da f f o r d e dt h e c a r b o m o y lb e n z o t r i a z o l e s i ng o o dt oe x c e l l e n ty i e l d s t h ec a r b a m o y lb e n z o t r i a z o l e sa r e c r y s t a l l i n ea n dn o n m o i s t u r es e n s i t i v ec o m p o u n d s i tc a nb eu s e da sas t a b l ei s o c y a n a t e a l t e r n a t i v e w h i c hh a sb e e nd e m o n s t r a t e db yt h er e a c t i o n 晰t l la m i n e s a l c o h o l sa n d h y d r a z i n e st os y n t h e s i z eu r e a s c a r b o m y o le s t e r sa n da m i n ou r e a si ne x c e l l e n ty i e l d s p a r t t w o d e v e l o p e d a f a c i l e a n dc l e a nm e t h o df o r t h e s y n t h e s i s o f b i s b e n z o t r i z a o l 1 y 1 a r y l m e t h a n e sa n d b e n z o t r i a z o 1 y 1 b e n z o t r i a z o l 2 y 1 a r y l m e t h a n e sb yc o n d e n s a t i o no f2e q b e n z o t r i a z o l ea n d1 e q a l d e h y d ei nr e f l u x e dt o l u e n ew i t h i 一 a b s t r a c t p t s aa sac a t a l y s t 3 a r y l 一1 2 4 一b e n z o t r i a z i n ew a so b t a i n e du n e x p e c t e d l yb yt h er e a c t i o n o ft h eb i s b e n z o t r i z a o l 1 y 1 m e t h y l a r e n e sw i t ha l l y l s a m a r i u mb r o m i d ev i ad n g o p e n i n go f b i s b e n z o t r i z a o l 1 y 1 m e t h y l a r e n e s a n d ar e a s o n a b l ef r e er a d i c a lm e c h a n i s mw a s p r o p o s e d k e y w o r d s n a c y l b e n z o t r i a z o l e s c u r t i u s r e a r r a n g e m e n t c a r b o m o y l b e n z o t r i a z o l e s b i s b e n z o t r i z a o l 1 y 1 a r y l m e t h a n e a l l y l s a m a r i u mb r o m i d e r i n g o p e n n i n g r e a r r a n g e m e n t b e n z o t r i a z i n e i i i 一 o 囊 氏t l 目錄 摘要 i a b s t r a c t e j錄 i 第一章緒論 1 1 1 ?；讲⑷蛟谟袡C(jī)合成中的應(yīng)用 1 1 1 1 ?；讲⑷虻闹苽?1 1 1 2 酰基苯并三唑的 ?；磻?yīng) 2 1 1 3 墨及d ?；?4 1 1 4c ?；?5 1 2b t c x 型苯并三唑衍生物在有機(jī)合成中的應(yīng)用 6 1 2 1b t c n 型苯并三唑衍生物在有機(jī)合成中的應(yīng)用 6 1 2 2b t c o 型苯并三唑衍生物在有機(jī)合成中的應(yīng)用 9 1 2 3b t c s 型苯并三唑衍生物在有機(jī)合成中的應(yīng)用 1 1 1 2 4b t c s i 型苯并三唑衍生物在有機(jī)合成中的應(yīng)用 12 第二章?；B氮的改進(jìn)制法及其在苯并三唑存在下的c u r t i u s 重排反應(yīng)研究 1 4 2 1 ?；讲⑷?qū) a n 3 的?；磻?yīng) 1 4 2 1 1 引言 1 4 2 1 2 ?；讲⑷?qū) a n 3 的酰化反應(yīng) 1 5 2 1 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 一l8 2 2 苯并三唑捕獲?；B氮c u r t i u s 重排的異氰酸酯的反應(yīng)研究 1 8 2 2 1 引言 18 2 2 2 苯并三唑存在下酰基疊氮的c u r t i u s 重排反應(yīng)研究 2 0 2 2 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 2 3 2 3 氨基甲酰苯并三唑?qū)?d 親核試劑的?；磻?yīng)研究 2 4 2 3 1 引言 2 4 2 3 2 氨基甲酰苯并三唑與n o 親核試劑的反應(yīng) 2 4 2 3 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 2 7 2 4 本章小結(jié) 2 8 第三章偕二苯并三嘩的合成及其重排反應(yīng)研究 2 9 3 1 偕二苯并三唑的合成方法研究 3 0 目錄 3 1 1 引言 3 0 3 1 2 偕二苯并三唑的合成反應(yīng) 3 1 3 1 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 3 3 3 2 偕二苯并三唑在烯丙基溴化釤條件下的重排反應(yīng)研究 3 3 3 2 1 烯丙基溴化釤的相關(guān)反應(yīng) 3 3 3 2 2 偕二苯并三唑的重排反應(yīng)及機(jī)理的驗(yàn)證 3 3 3 2 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 3 8 3 3 本章小結(jié) 3 9 實(shí)驗(yàn)部分 4 0 化合物結(jié)構(gòu)與表征 4 4 參考文獻(xiàn) 6 5 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄 7 4 致謝 7 5 學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明 7 6 l l j f o i 第一章緒論 苯并三唑 簡(jiǎn)稱b t h 是一種無毒害而且性質(zhì)穩(wěn)定的氮雜環(huán)化合物 是一種非常 有用的合成輔助試劑 l 錒 它易于通過加成 縮合等反應(yīng)引入到多種化合物中 從而 制備成它的衍生物 因此它的衍生物類型非常豐富 k a 婦k y 課題組對(duì)此作了大量的 研究 本文主要介紹兩類常見的苯并三唑衍生物 1 酰基苯并三唑的合成及其作為 優(yōu)良的?；噭?duì) c l 一 乒等親核試劑的酰化 12 介紹了b t c x 為離去基團(tuán) 型衍生物的合成以及在有機(jī)合成中的應(yīng)用 1 1 ?；讲⑷蛟谟袡C(jī)合成中的應(yīng)用 酰基苯并三唑 r c o b t 是苯并三唑基與羰基直接相連的一種苯并三唑衍生物 2 0 0 0 年 k a t f i t z k y 課題組首次報(bào)道了一種通用的脂肪族 芳香族和雜環(huán)類?；鵥 t 的 合成方法 并初步研究了它作為酰化試劑對(duì)胺類化合物的?；磻?yīng)f 4 隨后更多復(fù) 雜的酰基苯并三唑被運(yùn)用到有機(jī)合成中 目前 ?；讲⑷蚩杀粡V泛用作肛?；?p ?；?c 酰化及伊?；噭?1 1 1 ?；讲⑷虻闹苽?羧酸與甲磺酰苯并三唑可制得相應(yīng)的?；讲⑷?s c h e m e1 1 1 4 1 o o 口 eta 3 n 冒 r o h 爭(zhēng)p s 告r 貝b r c h 3 p h a r o 咖q 緒論 羧酸 二氯亞砜和過量的苯并三唑一鍋法生成目標(biāo)產(chǎn)物 s c h e m e1 2 產(chǎn)率很高 此方法更方便 適用范圍更廣 鈳 n 保護(hù)的氨基酸也可用此方法合成氨基酸型?；?并三唑衍生物 5 b l s c 1 2 b t h j 三蔓 b t 呈 叭a n d o rb t 9 s c i s c h e m e1 2 1 1 2 ?；讲⑷虻??；磻?yīng) o r 1 幾b t r 2 n h 2 一 r 3 r 4 n h o r 兒n h r 凡h o r 1 兒n r 2 r 1 r 2 r 3 r 4 a i k y l ar y l h s c h e m e1 3 顯 r 7 8 t 2 0 0 0 年時(shí) k a t r i t z k y 課題組初步研究了 酰基苯并三唑與氨水 伯胺 仲胺的反 應(yīng) 高效地得到相對(duì)應(yīng)的酰胺1 4 1 s c h e m e1 3 以上方法可用于w e i n r e b 酰胺的合成 6 1 如s c h e m e1 4 所示 反應(yīng)簡(jiǎn)單快捷 產(chǎn)率高達(dá)9 9 足 h 嘩刪 r 1 b t r 3 t 半 r 且n 朋2 r l 3 s c h e m e1 4 ?；讲⑷蛞部梢詫?duì)磺酰胺進(jìn)行 ?；?7 1 s c h e m e1 5 得到各種不同的 酰 基磺酰胺 產(chǎn)率在7 8 9 8 之間 磺酰胺在n a i l 的作用下室溫生成鈉鹽 然后在回流的 2 1 1 3 r 4 n r o 幾 r i 緒論 條件下與酰基苯并三唑反應(yīng) o r 2 一n h 2 o r 1 c o b t n a i l t h f r 足節(jié)o r 1 a r 舢y land a鬣mino acidd e r i v a r t i v e s 舭 s c h e m e1 5 我們課題組也曾報(bào)道過?；讲⑷?qū)﹄p親核試劑肼的反應(yīng) 飽和?；讲⑷?對(duì)芳肼中未取代的n i 1 2 進(jìn)行 ?；磻?yīng) 而不飽和苯并三唑則會(huì)和肼的兩個(gè) 分別進(jìn) 行區(qū)域選擇性的1 2 1 4 力 成 生成2 取代吡唑啉 3 酮 8 s c h e m e1 6 曰 a r n h n h 2 r c b t z t h f r 姒b l a r n h n h 2e i t 3 n t h f s c h e m e1 6 r 貝n a h r a r 2 0 0 7 年 k a t r i t z k y 課題組又發(fā)現(xiàn)?；讲⑷蚩梢詫?duì)n a n 3 發(fā)生酰化反應(yīng) 反應(yīng)在 乙腈中 室溫進(jìn)行 ?；B氮的產(chǎn)率在7 2 8 8 之間 a p 一不飽和?；讲⑷蛲瑯拥?也可以對(duì)n a n 3 進(jìn)行酰化反應(yīng) 得到相應(yīng)的?；B氮 9 1 s c h e m e1 7 b t h s o c l 2 顯 r o h r 貝b s c h e m e1 7 n a n 3 tc h 3 c n r tr 貝n 3 帶有?；讲⑷?qū)κ中园返?酰化反應(yīng) 得到的產(chǎn)物酰胺沒有發(fā)生消旋化 該 反應(yīng)己經(jīng)由對(duì)手性0 甲基芐胺的反應(yīng)得到證實(shí) 1 0 s c h e m e1 8 緒論 孓o m h 磊s o c l 2 b t h r m e e t m e 2 c h m e 2 c h 2 0 h 1 1 3s 及仍?；?s c h e m e1 8 i h 2 n 人p h c h 2 c 1 2 r t 硫代酯是重要的有機(jī)中間體 包括合成雜環(huán) 多酮和一些帶有生物活性的化合物 由 ?；讲⑷蚝土虼蓟蛄蚍臃磻?yīng)可方便地得到硫代酯 1 1 反應(yīng)在三乙胺催化下室 溫即可進(jìn)行 產(chǎn)率很高 s c h e m e1 9 受保護(hù)的氨基酸以及二肽制得的 ?；讲⑷?唑也同樣可以得到相應(yīng)的硫代酯 r 兒0b 腎r 2 百掣一r 幾0s r 2 r 堋a r o m c h a t i c s p h h e c t e h 2 c r o a r 0 2 e t o m a t i c c s h 2 c h s c h e m e1 9 k a t r i t z k y 課題組意外地發(fā)現(xiàn)?；讲⑷蚺cr c f o r m a t s k y 試劑反應(yīng)時(shí)并未得到預(yù) 期的p 酮酯 反應(yīng)中r e f o 冊(cè)a t s k 試劑中的烷氧基取代?；讲⑷蛑械腷 t 基團(tuán)而生成 酯 1 2 s c h e m ei 1 0 也可被視為酰基苯并三唑發(fā)生d ?；磻?yīng)的應(yīng)用 a 刪舯陽(yáng) 卜 a r 八b b r z n c h 2 c o o e 1 1 糊i 一 c h 2 c o b t a r g i o e t 絲 曼 a r c o o e t o z n b r s c h e m e1 1 0 4 1 l p 撼 y u x y u i 晡t 嫦題組在2 0 0 9 年時(shí) 用取代偶氮苯甲?；讲⑷蛉娴难芯苛撕土u基 的反應(yīng) 包括醇羥基 糖羥基和甾族化合物上的羥基 反應(yīng)在t h f 中 d b u 做堿 室 溫下就可以完全反應(yīng)生成相應(yīng)的酯 文中還提到手性醇參與反應(yīng)也不會(huì)發(fā)生消旋化 1 3 s c h e m e1 1 1 r 1 0 刪 滋 響h r 1 e 惻 滋孵 r m e 喇 r t h r 1 o m e 1 1 4c ?；?r 2 t e r p e n y l s u g a ro rs t e r o i d a l r e s i d u e s c h e m e1 1 1 脂肪族砜類化合物的0 碳在丁基鋰的作用下可與?；讲⑷虬l(fā)生c ?；磻?yīng) 從而可得到p 酮砜類化合物 1 4 1 s c h e m e1 1 2 r 1 s 0 2 c h 2 r 2 b t c o r n b u l i 7 8 0 c s c h e m e1 1 2 r 2 酞 r 此外 ?；讲?唑與g r i g n a r d 試劑及烴基鋰等有機(jī)金屬化合物反應(yīng) 可合成相 應(yīng)的酮類化合物 產(chǎn)率很高 1 5 s c h e m e1 1 3 置 r 2 m 蔓e r 1 兒b t 咖音 7 8 t o6 5 0 c r 1 a l k y l u n s a t u r a t e d h e t e r o a r y l r 2 a l k y l h e t e r o a r y l m m g b r o rl i o u r 1 r 2 s c h e m e1 1 3 另外 硝基烷烴類化合物在叔丁醇鉀作用下與酰基苯并三唑發(fā)生c ?；磻?yīng) 制 緒論 得a 硝基酮類化合物 產(chǎn)率3 9 8 6 t 1 6 1 s c h e m e1 1 4 r 2 八n 0 2 t b u o k d m s o r t r 1 c o b t s c h e m e1 1 4 2 0 0 9 年 t o s h i y u k i 4 組在合成c h a f u r o s i d e s a a n db 分子時(shí)都運(yùn)用了芐氧基苯甲酰 基苯并三唑?qū)χ虚g體甲基酮進(jìn)行c 酰化 反應(yīng)是在k h m d s 條件下 t h f 中 7 8 0 c 進(jìn) 行的 最終產(chǎn)率6 8 1 7 1 s c h e m e1 z 5 7 8 0 3 k h m d s t h f s c h e m e1 1 5b n 吖三一0 8 n b n o o 鼎n o o o b n 通過以上文獻(xiàn)可知 ?；讲⑷蚍肿又斜讲⑷蚧^易離去 是一個(gè)很好的酰 化試劑 可與各種親核試劑反應(yīng) 在有機(jī)合成中有著廣泛的應(yīng)用 1 2b t c n 型苯并三唑衍生物在有機(jī)合成中的應(yīng)用 1 2 1b t c n 型苯并三唑衍生物在有機(jī)合成中的應(yīng)用 b t c n 型苯并三唑衍生物是一類重要的胺烷基化試劑 其制備方法簡(jiǎn)單 且衍 生物種類較多 應(yīng)用范圍廣泛 由b t h 脂肪醛與芳胺縮合制得的苯并三唑衍生物川 胺烷基苯并三唑易被 n a b s 還原 或者用格氏試劑將苯并三唑取代得到芳胺單烷基化產(chǎn)物 運(yùn)用不同的醛 可以得到一系列不同的 取代產(chǎn)物 1 8 s c h e m e1 1 6 6 j 一q i 緒論 h 脊x s c h e m e1 1 6 二取代的芳胺在有機(jī)合成中也有著重要的應(yīng)用價(jià)值 苯并三唑也能輔助合成該化 合物 苯并三唑基甲基芳胺和g r i g n a r d 試劑反應(yīng)得到m 二烷基芳胺 1 9 1 s c h e m e1 1 7 b i c h 2 0 h 瞅 一b l t n r l 墾塑丕籩 r n a b h 4 伯胺的單烷基化常常要涉及到s c h i 蹶的制備及還原 然而這類亞胺有時(shí)會(huì)分解 或者聚合 除非碳原子或氮原子上帶有芳型2 0 2 1 選擇性地將脂肪伯胺轉(zhuǎn)化成非對(duì)稱 的仲胺可用g d 盟a r d 試劑和1 烷基氨基 甲基 苯并三唑反應(yīng)得到 2 0 反應(yīng)操作簡(jiǎn)單 而且反應(yīng)條件溫和 特別是產(chǎn)物單一 可僅得到單烷基化產(chǎn)物 s c h e m e1 1 3 r n h 2 虬b t s c h e m e1 1 3 r 2 m g x r 2 八n r 1 h 吲哚和吡咯的氮烷基化常常是通過與強(qiáng)堿作用生成的氮負(fù)離子來完成的 2 矧 有 的得到單一產(chǎn)物 但有的又得到碳烷基化產(chǎn)物 區(qū)域選擇性由金屬陽(yáng)離子 溶劑和烷 基化試劑等多種因素決定 2 2 b 相對(duì)來說 通過引入苯并三唑基作輔助基團(tuán)對(duì)于合成 各種氮取代的雜環(huán)化合物是一種相當(dāng)有效方法 如s c h e m e1 1 6 所示 雜環(huán)胺首先 與氯甲基苯并三唑發(fā)生親核取代反應(yīng) 得到苯并三唑取代的胺衍生物 接著用丁基鋰 處理并進(jìn)一步和各種親電試劑反應(yīng) 可得到多種0 雜環(huán)胺烷基苯并三唑 隨后格式試 劑取代苯并三唑基團(tuán)生成相應(yīng)的 烷基取代雜環(huán)胺化合物 2 3 1 通過該方法吲哚 吡 咯 咔唑 苯并咪唑等雜環(huán)都可得到相應(yīng)的氮取代化合物 廠i r rn a 2 緒論 s c h e m e1 1 6 1 1 二烷基肼類化合物是合成取代吲哚 2 4 1 脒2 5 1 四嗪 2 6 1 二苯氮口7 1 等雜環(huán)化合 的重要原料 而另一些取代肼則有神經(jīng)保護(hù)功能 2 8 很多文獻(xiàn)報(bào)道了1 1 二取代肼 的合成方法 但是都有相應(yīng)的局限性 而苯并三唑參與的反應(yīng)使其合成更為簡(jiǎn)便 2 9 1 如s c h e m e1 1 7 所示 凡一一a n 貝 o r l h p h h 叭科k r 一b 3 凡嵩 而另一種具有代表性的b t c n 型苯并三唑衍生物 n 酰胺烷基苯并三唑則是良 好的酰胺化試劑 它可以順利的對(duì)活潑亞甲基化合物 醇和硫醇 氨基 芳香化合物 進(jìn)行酰胺烷基化 如s c h e m e1 1 8 所示 活潑亞甲基化合物易于取代a 酰胺烷基苯 并三唑的b t 基團(tuán) 從而發(fā)生酰胺烷基化 硝基甲酸酯中的活潑亞甲基也可被q 酰 胺烷基苯并三唑進(jìn)行酰胺烷基化 3 0 8 1 一 型附墾岫 一 n盯 鱉氍 坐洲墮隊(duì) 一 協(xié) 盟 唧 些 酣 肼一 忱b 一臥舊 暈l 棚啪 一 9 h 似 董1 一k n h 景 j 產(chǎn) o b 工n 員r h 0 2 n 1 眶 o o 丫y 咖 0 0 一 r 15 p n 0 2 p h r 2 p h r 3 y 汨 0 0 一 s c h e m e1 1 8 o 八p h 喲舭n 員r e t h 我們課題組也報(bào)道過a 一酰胺烷基苯并三唑在s m l 3 的催化劑下 成功地實(shí)現(xiàn)了對(duì) 1 3 二羰基化合物的酰胺烷基化 產(chǎn)率高達(dá)9 2 3 l s c h e m e1 1 9 r 人b t 呲 r 2 r 3 u 0 0r 詈r 3 r 人呲o r r 3 u r 爿羆 印 s c h e m el 一1 9 1 2 2b t c o 型苯并三唑衍生物在有機(jī)合成中的應(yīng)用 當(dāng)苯并三唑的a 位同時(shí)連有芳基或雜芳基和烷氧基時(shí) 僅 c 上的氫具有足夠的酸 性可以被質(zhì)子化 所以a 烷氧基苯并三唑可以在丁基鋰的作用下生成碳負(fù)離子 接著 和一系列親電試劑如鹵代烴 醛 酮 亞胺和氯硅烷反應(yīng) 再經(jīng)過稀鹽酸水解得到相 應(yīng)的各種取代酮化合物f 3 2 s c h e m e1 2 0 9 口 j n o 也 艮 r 人甲o(hù) p h 虬r 善 r 個(gè) 緒論 s c h e m e1 2 0 r i b r h 曰p h 八 n h p h i p h 顯 s i m e 2 r 1 當(dāng)a 一烷氧基苯并三唑在丁基鋰的作用下生成碳負(fù)離子與a 1 3 不飽和酮反應(yīng)時(shí)的 選擇性也有報(bào)道 當(dāng)碳負(fù)離子與a 一環(huán)己烯酮反應(yīng)時(shí) 反應(yīng)專一地進(jìn)行l(wèi) 4 力口成 而當(dāng) 碳負(fù)離子與反式查爾酮反應(yīng)時(shí) 反應(yīng)沒有選擇性 同時(shí)進(jìn)行了1 2 1 4 力口成 可能 是查爾酮丫 位的空間位阻起了作用 3 3 s c h e m e1 2 1 h v1 lo p hj c 5 h 1 1 洚o s c h e m e1 2 1 h 婪 h 2 0 伊烷氧基酮是抗生素和甾族化合物骨架結(jié)構(gòu)的組成部分 3 4 也是制備伊羥基酮和 反式一1 3 二醇的前驅(qū)體 目前文獻(xiàn)已報(bào)道了多種合成伊烷氧基酮的方法 3 5 其中由泓 烷氧基苯并三唑在l e w i s 酸催化下與1 3 一二羰基化合物發(fā)生親核取代反應(yīng)制備相應(yīng)的 伊烷氧基酮就是一種較為有效的方法 3 6 j s c h e m e1 2 2 l o 一 剮 且 乒 r r 昔 h 緒論 樅 r 3 z n b r 2 c h 2 c 1 2 s c h e m e1 2 2 n 0 1 1 2 3b t c s 型苯并三唑衍生物在有機(jī)合成中的應(yīng)用 類似地 a 烷硫基苯并三唑也可以作為?；?fù)離子的前驅(qū)物 在丁基鋰作用下 脫去質(zhì)子 與各種親電試劑如鹵代烷烴 醛 酮 苯酯 a p 不飽和酯以及異氰酸酯 等發(fā)生親核取代反應(yīng)獲得多官能團(tuán)取代的苯并三唑烷基甲硫醚衍生物 3 7 這些化合物 在稀硫酸中水解得到多官能團(tuán)取代的僅一酮類化合物 a 烷硫基苯并三唑與a p 一不飽和 酯反應(yīng)時(shí)選擇性地發(fā)生1 4 力日成 s c h e m e1 2 3 s 艾b r 2 x 肆 筆 r i 9 i l r 2r 1 飛z1 蒔 曠b t h s m e m e o h i h 2 0 喇k hr 一o h 一 r 1 八p h r2 h2s04r 2 i 耐詈 吝r i h me o h h 2 0w h 2 s 0 4r 1 p h b t 卑s 竺型墼 產(chǎn)人n h p h h 2 s 0 4 c 0 2 b u e s b m e o 面h h 2 0 r 夕 o 彳k n h p h 即丫v 2 鼬 o l s 洲 解 緒論 a 烷硫基苯并三唑還可以對(duì)芳香化合物進(jìn)行硫烷基化反應(yīng) 如如s c h e m e1 2 4 所 示 q 烷硫基苯并三唑在z n b r 2 條件下 乙醚溶劑中1 0 小時(shí)反應(yīng)得到硫烷基化的芳 香化合物 3 踟 產(chǎn)率中等 該反應(yīng)與傳統(tǒng)的反應(yīng)相比具有條件溫和 起始原料穩(wěn)定和易 得等優(yōu)點(diǎn) b i t a r h z n b r 2e t 2 0a i r r s p h i 兩礦r 人s p h 1 2 4b t c s i 型苯并三唑衍生物在有機(jī)合成中的應(yīng)用 硫脲化合物因具有抗菌消炎等活性使其在藥物化學(xué)中得到廣泛的應(yīng)用 3 9 1 同時(shí)它 也是合成五元或六元雜環(huán)化合物非常有效的中間體 加1 一直以來 其合成方法不斷被 研究報(bào)道 4 1 1 其中 k a t r i t z k y 課題組就報(bào)道了硅基取代的苯并三唑衍生物經(jīng)三步反 應(yīng)制備不對(duì)稱硫脲化合物 s c h e m e1 2 5 4 2 1 c 八sa 咐 3 臥八sb 嚴(yán)b 貝n r 1c i 八a 咐 m e 3 臥八b 嚴(yán)b t 貝n r 1 r n h r 2 s c h e m e1 2 5 三甲基硅甲基苯并三唑可以方便地由苯并三唑和三甲基氯硅烷反應(yīng)得到 它經(jīng)丁 基鋰處理后 可與鹵代烴或a p 不飽和酮發(fā)生取代或加成反應(yīng) 得到多種0 硅基烷基 苯并三唑衍生物 4 3 進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)? 羥基苯并三唑和q 一苯并三唑基酮 s c h e m e1 2 6 1 2 r n h s 2 n r r b 八爭(zhēng)竺一 a 妒m e m e 由e l r l x r 勺釅矗戡工幫e署b 共碧e 壺b 始 s c h e m el 2 6 綜上所述 b t c x 型苯并三唑衍生物作為各種雜原子烷基化試劑 如胺烷基化 試劑 酰胺烷基化試劑 烷氧化試劑 酰氧烷基化試劑 硫烷基化試劑 硅烷基化試 劑等應(yīng)用于有機(jī)合成中 其中幾乎所有的b t c x 型苯并三唑衍生物雜原子烷基化試 劑都有如下優(yōu)點(diǎn) 原料易于制備 且比相應(yīng)的a 氯代或a 溴代類似物穩(wěn)定 反應(yīng)條 件溫和 產(chǎn)率較傳統(tǒng)方法高 副產(chǎn)物苯并三唑容易除去 分離提純產(chǎn)物簡(jiǎn)單等 b t c b t 型苯并三唑衍生物作為一種特殊的b t c x 型苯并三唑衍生物 它的合成方法 以及 可以發(fā)生親核取代 加成 消除等多種反應(yīng)引起了我們的研究興趣 心一m e 廠卜 m 眥 s鏟m 一 0 第二章?；B氮的改進(jìn)制法及其在苯并三唑存在下的c u r t i u s 重排反應(yīng)研究 ?；讲⑷蜃鳛橐环N?；噭┑玫街匾暿加? 0 0 0 年 k a t r i t z k y 課題組報(bào)道了制 備各類脂肪族 芳香族和雜環(huán)類酰基苯并三唑的普遍的合成方法 并研究了它作為酰 化試劑對(duì)胺類化合物的?；磻?yīng) 4 1 研究結(jié)果表明 酰基苯并三唑作為?；噭┯糜?制備酰胺 不僅反應(yīng)條件溫和 而且可以獲得非常滿意的收率 此外 ?；讲⑷?用于肽鏈的?；磻?yīng)研究以長(zhǎng)達(dá)十年之久 4 4 a b 現(xiàn)已被成功的應(yīng)用于制備甲酰胺 4 4 c 氟乙酰胺 刪 草酰胺 酰基苯并三唑穩(wěn)定 有良好的晶形 用于?；磻?yīng)時(shí)反應(yīng) 溫和 l6 1 這使得它酰氯相比具有一定的優(yōu)勢(shì) 2 1 ?；讲⑷?qū) a n 3 的酰化反應(yīng) 2 1 1 引言 有機(jī)疊氮化合物很早就引起了人們極大的注意 原因在于它的合成和性質(zhì)都具有 顯著特點(diǎn) 合成方法多而新穎 產(chǎn)率頗高 用途極其廣泛 一方面它可以合成多種雜 環(huán)化合物1 4 5 及其他化合物 另一方面有些疊氮化合物本身就可作為重要的藥物 例如 a t z 3 一疊氮一3 一脫氧胸苷 m 等是目前抗艾滋病的優(yōu)良藥物 全世界推廣使用 發(fā) 展極為迅速 而?；B氮化合物是重要的有機(jī)疊氮化合物之一 它是一種重要的有機(jī) 合成中間體 可用于制備酰胺 合成雜環(huán)化合物 經(jīng)c u r t i u s 重排形成異氰酸酯并由 其合成胺 氨基甲酸酯和脲等 這些化合物的重要應(yīng)用之一是作肽鍵形成的活化劑h 7 1 ?；B氮通常是直接由羧酸在酸致活劑作用下直接合成或者是由事先制備好的 羧酸衍生物如酰氯 4 8 制備而來 而前者一鍋法制備?；B氮?jiǎng)t得到了廣泛的研究 到 目前為止 可以使用的酸致活劑就有氯甲酸乙酯 4 9 二苯基磷?；B氮 5 0 1 苯基二 氯磷酸鹽 5 l s o c l 2 d m f 5 2 1 n c s p h 3 p 5 3 1 氰脲酰氯 5 4 1 3 4 5 三氟苯硼酸 5 5 1 三 光氣 5 6 三氟化二 2 甲氧基甲基 硫胺 5 7 ?？谌纫译?三苯基膦 5 8 但該類反應(yīng)一般都 需要很長(zhǎng)的時(shí)間 而且一般都需要比較苛刻的條件 無水無氧條件 尤其是在產(chǎn)物分 1 4 第二章酰基疊氮的改進(jìn)制法及其在苯并三唑存在下的c u r t i u s 重排反應(yīng)研究 純化時(shí)都需要柱色譜純化 這對(duì)于有些易分解的?；B氮是不適合的 k a t r i t z k y 課題組 9 于2 0 0 7 年報(bào)道了用?；讲⑷蝓；痭 a n 3 得到?；B氮 文獻(xiàn) 中指出例如酰氯這種活性羧酸衍生物難以由含有氨基 羥基取代 不飽和的 芳香雜 環(huán)酸和其他含有敏感官能團(tuán)的酸制備 而酰基苯并三唑則可以由羧酸和甲磺酰苯并三 唑以很高的產(chǎn)率獲得 ?；讲⑷蚝? 5e q 的n a n 3 f f j 腈中室溫反應(yīng)1 6 d 時(shí)得到酰 基疊氮 產(chǎn)率為7 2 8 8 文章中還嘗試了氨基酸型?；讲⑷蛑苽浒被嵝王；?疊氮 并對(duì)產(chǎn)物的構(gòu)型進(jìn)行了研究 發(fā)現(xiàn)反應(yīng)中產(chǎn)物的構(gòu)型保持 但是該方法制備酰 基疊氮仍不能避免使用柱色譜進(jìn)行分離提純 使得該方法不能適用于大量制備 2 1 2 ?；讲⑷?qū) a n 3 的?；磻?yīng) 鑒于文獻(xiàn)報(bào)道的?；讲⑷?qū) a n 3 進(jìn)行?；瘯r(shí)間較長(zhǎng) 分離提純不夠簡(jiǎn)便 我們考慮優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件使反應(yīng)能夠完全 避免使用柱色譜提純?；B氮而使得活潑的 ?；B氮分解 文獻(xiàn)報(bào)道 使用酰基苯并三唑?qū)胚?噻吩進(jìn)行f r i e d e l c r a g s ?；?反應(yīng)時(shí)采用r i c h 催化 5 9 1 于是我們考慮用l e w i s 酸催化苯甲酰基苯并三唑與n a n 3 的反 應(yīng) 我們嘗試了多種l e w i s 酸 如t a b l e2 1 e n t r yl 所示 值得注意的是 當(dāng)催化劑為 f e c l 3 6 h 2 0 用量為2 0 m o l 時(shí) 反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化 考慮到其價(jià)廉易得 無毒性 更符 合綠色合成的要求 我們最終選定以f e c l 3 6 h 2 0 為催化劑 同時(shí)我們也研究了溶劑對(duì) 該反應(yīng)產(chǎn)率的影響 以2 0 m o lf e c l 3 為催化劑 當(dāng)溶劑換為乙酸乙酯 乙醇時(shí)反應(yīng) 時(shí)間大大加長(zhǎng) t a b l el e n t r i e s9 1 0 溶劑為二氯甲烷 叔丁醇時(shí) 反應(yīng)不能完全轉(zhuǎn)化 t a b l e1 e n t r i e s7 1 1 而四氫呋喃 乙腈 d m f 沸點(diǎn)偏高 蒸除溶劑時(shí)存在使?；?疊氮分解的隱患 t a b l el e n t r i e s6 8 1 2 o r 兒瞰 n a n 3 s c h e m e2 1 q l e 55m l n 4 3 4 5 4 2 4 3 州9 0 7 甌 i f 2 05r m noilu蚓81 8 i 弋 l g 55m l n 6 3 6 5 9 1 9 剛 卜l h 55r a i n 7 1 7 2 7 0 7 2 刪 9 4礦 l p 1 i5 5m i n 6 4 6 6 6 8 6 c 1 9 2 一 0 2 n l l o l i 55m m 一 5 2 5 4 6 0 6 2 9 8 0 t 2 融1 k 5 5 疵 掣 1 2 6 8 8 1 3 0 認(rèn) 1 1 2 02 0m i n 8 3 8 5 8 2 8 3 p 1 8 2 1 4 入l m 2 0lh r 7 1 7 3 d e c m p 4 8 8 5 1 5 a 1 9 叭1 n 2 02h r 8 5 8 7 d e c m p f 4 8 9 0 1 6氏 l o2 01 0m i no i l 7 4 4 3 t 7 杳 1 p 55 砒6 8 川明 1 8 n c 6 h 1 3 l q 2 05m i no i l t 6 叫 5 3 d 4 y i e l d sw e r ei s o l a t e dy i e l d sa n db a s e d nn a c y l b e i l z t r i a z 1 e s i i l c m p l e t ec n v e r s i n ft h es a r t i n g n a r o y lb e n z o t r i a z o t ew a so b s e r v e d t h e r e f o r ep r o d u c t2 ch a dt ob ei s o l a t e db yc o l o m nc h r o m a t o g r a p h y 第二章?；B氮的改進(jìn)制法及其在苯并三唑存在下的c u r t i u s 重排反應(yīng)研究 u s i n gk a t r i t z k y sm e t h o d d p r o d u c t2 qw a sn o to b t a i n e di ni t sp u r ef o r ma n dw a sc o n t a m i n a t e db y n h e x y l 1 h b e n z o d 1 2 3 t r i a z o l e 1 e a r b o x a m i d er e s u l t i n gf r o mc u r t i u sr e a r r a n g e m e n t 2 1 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 由t a b l e2 2 可知 n a n 3 與一系列的酰基苯并三唑都能順利反應(yīng) 得到相應(yīng)的 ?；讲⑷?t a b l e2 2 e n t r i e s1 1 7 與k a t r i t z k y 課題組的研究相比 在f e c l 3 6 1 1 2 0 的催化下 反應(yīng)時(shí)間大大縮短 多數(shù)反應(yīng)由原來的1 6 小時(shí)縮短到5 分鐘 產(chǎn)率有 進(jìn)一步的提高 尤其是避免了柱色譜的使用 優(yōu)勢(shì)大為增強(qiáng) 苯甲?；讲⑷蚝捅交蠋в形娮踊鶊F(tuán)的苯甲酰基苯并三唑在5 m m o l f e c l 3 6 h 2 0 的催化下5m i n 內(nèi)能實(shí)現(xiàn)對(duì)n a n 3 的?；磻?yīng) 產(chǎn)率為7 1 9 4 t a b l e2 2 e n t r i e s1 6 8 1 0 同樣的條件也適用于p 甲基苯甲酰基苯并三唑 o 甲基苯甲?；?并三唑 d 氯苯甲?；讲⑷?2 一呋喃?；讲⑷?僅 萘甲酰基苯并三唑和c 金 剛烷甲?；讲⑷?t a b l e2 2 e n t r i e s2 3 7 1 1 1 2 1 7 對(duì)于苯基上有強(qiáng)吸電子基團(tuán) 如p 甲氧基苯甲?；讲⑷騽t需要2 0 m o lf e c i a 6 h 2 0 催化 反應(yīng)才能完全轉(zhuǎn)化 t a b l e2 2 e n t r i e s4 5 同時(shí)該方法也適用于a b 一不飽和?；讲⑷?2 0 m o l f e c l a 6 h 2 0 催化 反應(yīng)1 0m i n 2h 產(chǎn)率7 4 9 0 t a b l e2 2 e n t r i e s1 3 1 6 但是 需 要指出的是 在我們嘗試脂肪族?；讲⑷?yàn)榈孜飼r(shí) 反應(yīng)后處理過程中同時(shí)也伴 隨了逆反應(yīng)使得反應(yīng)沒有獲得理想的結(jié)果 t a b l e2 2 e n t r i e s1 8 總之 在5 2 0 m o lf e c l 3 6 i 1 2 0 催化下飽和的芳香族酰基苯并三唑和0 c p 不飽和 ?；讲⑷蚨寄軐 a n 3 ?；耆?使得后處理純化過程簡(jiǎn)化 不需要使用柱色譜 提純 該方法反應(yīng)條件溫和 操作簡(jiǎn)單 產(chǎn)率高 為酰基疊氮的合成提供了一條便捷 有效的路線 2 2 苯并三唑捕獲?；B氮c u r t i u s 重排的異氰酸酯的反應(yīng)研究 2 2 1 引言 酰基疊氮化合物發(fā)生c u r t i u s 重排反應(yīng)是指?；B氮中羰基的僅 碳原子重排到鄰 第二章酰基疊氮的改進(jìn)制法及其在苯并三唑存在下的c u r t i u s 重排反應(yīng)研究 位的氮原子上 同時(shí)失去氮?dú)獾玫街嘏女a(chǎn)物異氰酸酯 如在非質(zhì)子溶劑中進(jìn)行 可得 到較高收率的異氰酸酯 而在水 醇或胺等中發(fā)生親核反應(yīng) 不同的親核試劑進(jìn)攻得 到胺 氨基甲酸酯和脲等得到不同的產(chǎn)物 異氰酸酯再環(huán)化也是一類重要反應(yīng) 常用 于制備雜環(huán)化合物 合成五元環(huán)或七元環(huán) 6 1 如 c u r t i u s 重排反應(yīng)能夠用于新型酰胺衍 生物的制備 c u r t i u s 重排反應(yīng)的研究發(fā)現(xiàn) 有以下物質(zhì)經(jīng)常作為親核試劑 1 水作為親核試劑 異氰酸酯不很穩(wěn)定 在水中迅速