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题目:由脂肪族碳酰胺/NBS及N-溴代芳香族碳酰胺与缺电子烯烃合成2-噁唑啉的新方法研究

关键词:2-噁唑啉;α-氰基肉桂酸乙酯;脂肪族酰胺;N-溴代芳香族酰胺

  摘要


噁唑啉类化合物是一类非常重要的五元杂环化合物,也是合成许多生物活性化合物的重要中间体,它可以与亲核试剂反应形成其他重要的化合物,故而在有机合成和药物分子构建中具有重要的应用价值。到目前为止关于噁唑啉的合成研究主要集中在以下这几个方面:发现新的高效催化剂;发现能用于合成噁唑啉的廉价易得的反应试剂;发现新的简便的合成方法等。

已报道的合成2-噁唑啉的方法主要集中在各类环加成反应,分子内缩合反应,环异构化反应及多组分合成等。能用于合成噁唑啉的主要原料包括:普通烯烃; β-氨基醇/羧酸、异氰酸酯; β-氨基醇/羧酸酯、酰胺等。为了探寻合成噁唑啉的新原料,探索合成噁唑啉的新方法,在本研究小组以往研究的基础上,本文提出了合成2-噁唑啉的新思路:即以缺电子烯烃α-氰基肉桂酸乙酯衍生物作为反应底物,以脂肪族碳酰胺/N-溴代丁二酰亚胺为氮源和卤素源,先进行烯键上的氨卤加成反应,此后再进行分子内的亲核取代反应,以期实现三组分一锅法合成2-噁唑啉的设想。为了扩大该反应的适应面,设想用N-溴代的芳香族碳酰胺代替脂肪族碳酰胺及NBS,以期获得多芳基取代的2-噁唑啉。通过合理设计,在实验基础上,本文建立了合成2-噁唑啉的新方法: 以α-氰基肉桂酸乙酯衍生物为底物,分别与丙酰胺、丙烯酰胺、异丁酰胺、戊酰胺和N-溴代丁二酰亚胺的混合体系或与N-溴代苯甲酰胺反应新体系,用DMF或丙酮做溶剂,用普通碱作促进剂。该方法具有原料廉价易得、反应条件温和、操作简便、产率高、反应的区域选择性好、适用面广等优点。

第一章 综述了合成噁唑啉反应的研究进展,合成噁唑啉的意义以及本论文的选题依据。

第二章 研究了丙酰胺、丙烯酰胺、异丁酰胺、戊酰胺作为氮源,N-溴代丁二酰亚胺作为卤源,在Na2CO3作用下,以α-氰基肉桂酸乙酯衍生物为底物先进行氨卤加成反应,其产物中的酰氨基发生互变异构,进而发生分子内分子内亲核取代一锅法合成2-噁唑啉反应过程。全文考察了55个例子,共合成出来51种2-噁唑啉衍生物,通过1H NMR,13C NMR,HR-MS确定了反应产物的结构。实验结果表明,对于丙酰胺和丙烯酰胺体系,当苯环上连有给电子基时(如4-CH3O),反应的活性较高,产物的收率较高,几乎达到定量反应;当苯环上连有吸电子基时(4-NO2)时,反应的活性比较低,产物的收率较低。对于异丁酰胺和戊酰胺体系,无论苯环上连有给电子基(如4-CH3O)还是吸电子基(4-NO2)时,反应的活性均较高,产物的收率较高。

第三章 研究了用N-溴代苯甲酰胺作为氮源/卤素源,在Na2CO3作用下,以α-氰基肉桂酸乙酯衍生物为底物先进行氨卤加成反应,再进行分子的亲核取代反应一锅法合成2-噁唑啉的反应过程。探索了几种不同的碱和溶剂对目标产物收率的影响,建立了一锅法合成2-苯基-2-噁唑啉的新方法,共考察了11个例子,表明该方具有广泛的适用性。实验结果表明,当α-氰基肉桂酸乙酯类化合物的苯环上连接的取代基不同时,底物的反应活性存在明显差异,目标产物的收率也明显不同。当苯环上连有给电子基时(如4-CH3O),反应的活性较高,产物的收率较高(79%);当苯环上连有吸电子基时(如4-NO2),反应的活性比较低,产物为痕量。最后对全文进行了总结,并对该研究进行了展望。