铜促进的四分子聚合制备1,2,3全取代中氮茚

 2022-01-17 11:01

论文总字数:16326字

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1中氮茚的结构 1

1.2中氮茚在药物中的应用 1

1.3中氮茚在化工材料中的应用 3

1.4中氮茚衍生物的合成研究进展 3

1.4.1构建五元环合成中氮茚衍生物 4

1.4.2构建六元环合成中氮茚衍生物 4

1.4.3同时构建五元环和六元环合成中氮茚化合物衍生物 5

第二章 实验部分 6

2.1仪器与试剂 6

2.1.1实验仪器 6

2.1.2实验试剂 6

2.2反应原理 6

2.3反应条件筛选 7

2.4实验步骤 8

第三章 结果与讨论 10

3.1实验结果 10

3.2实验结果讨论 10

3.2.1可能的反应机理 14

第四章 本文小结 15

参考文献 15

致谢 17

铜促进的四分子聚合制备1,2,3全取代中氮茚

朱刚

,China

Abstract:Indolizine is a kind of important heterocyclic compounds containing nitrogen bridge in recent years,many important biological activity found in indolizine compounds such as cell mutagenicity,carcinogenicity and antitumor,cytotoxic,antimicrobial and antioxidant properties.In recent years,the industrial value of nitrogenous heterocyclic compounds have been found,the organic chemists are more and more involved in the Research on new methods for the synthesis of nitrogen containing heterocyclic compounds.This paper introduces a method of indene derivatives in the synthesis of a series of multi substituted indolizine derivatives were synthesized by copper chloride to promote,can gain satisfactory yields,the synthesis method can indolizine synthesis of substituted indolizine derivatives for carbonyl compounds can also be substituted for grease,two copper ion plays an oxidant and the Lewis acid in the reaction,the reaction of photosynthesis The greatest advantage of the method is that the range of the reactants becomes wider and that many substances with specific functional groups can participate in the reaction.The yield of the reaction has been improved.

Key words:indolizine;synthesis;copper promotion

第一章 文献综述

1.1中氮茚的结构

中氮茚是一类杂环化合物,它具有芳香性,我们用三个重要的共振杂化体来表示它的芳香性,其中的两个杂化体会组成吡啶盐[1]。如图1所示,但是其余的没有列举的结构不仅未包含一个完整的吡咯,也不属于吡啶盐。具有芳香性的中氮茚在自然界中是屈指可数的,而完全氢化的中氮烷恰恰相反,它普遍存在于自然界中,尤其是在生物碱中。

图1 中氮茚的三个重要的共振杂化体

由于近年来含氮杂环化合物的工业价值不断被发现,使得越来越多的有机化学家们参与了关于含氮杂环化合物新合成方法的研究。蝶啶、嘌呤和苯环素融合杂环化合物,这些化合物都表现出良好的生物活性,此外,还有两个重要的环共享一个氮环。然而这些体系中的大多数并不存在于大自然中。但从理论上讲,它们潜在的生物活性和工业价值使它们成为杂环化学研究的主题之一。中氮茚化合物[1]是一类含氮杂环化合物,近年来受到广泛的关注,中氮茚(indolizine)最早是由Angeli在1890年发现的。

中氮茚(indolizine)是一类吲哚异构体,它具有10π个电子系统,它的母核使用系统命名法可以表示为pyrrolo[1,2-a]pyridine,它的结构式及编号如图2所示:

图2 中氮茚的结构式及编号

中氮茚具有抗肿瘤、抗菌、抗病毒、杀螨虫、抗炎、抗心律失常、抗高血压等的生物活性。中氮茚是一类不错的荧光发射基团[2]。有实验室研究了具有不同取代基的一系列中氮茚化合物的荧光光谱和荧光量子效率,发现氨基苯基中氮茚化合物的荧光强度在酸性条件下最强,中氮茚环上的氰基和酯基具有良好的荧光效果。

中氮茚是一类重要的含氮桥杂环化合物,中氮茚结构单元存在于很多天然产物或药物中[3]。近年来在中氮茚化合物中发现了很多重要的生物活性,例如:细胞诱变性、致癌性和抗癌性、细胞毒性、抗菌及抗氧化性等。大多数在环上有共轭取代基的中氮茚基色都是鲜艳的颜色,并且被作为染料报道。因此中氮茚类化合物被广泛地应用于生物、农药、医药、材料等领域。其中,一类重要的中氮茚衍生物是3-芳基中氮茚。具有良好的荧光性的3-芳基中氮茚可用作质子开关。3-芳基中氮茚还被报道可以抗结核分支杆菌,在医药领域潜力巨大。

1.2中氮茚在药物中的应用

含氮杂环化合物通常在生物、农药和医药方面有良好的活性和用途。随着关于中氮茚的研究在世界各国的一些研究小组中的开展,化学家们发现中氮茚衍生物的广泛用途。例如可以作为一种新型染料,作为分子探针在细胞功能研究、心血管药物、组胺H_3受体抑制剂、中枢神经系统的潜在镇静药、磷脂酶A2抑制剂、光谱增敏剂等方面,这些激发了化学家们对中氮茚衍生物的研究的兴趣[1]

近年来,中氮茚化合物在生物活性和光学性质等方面的优势[4],使得它的合成和应用研究受到越来越多的关注。部分中氮茚衍生物可当作中枢神经系统抑制剂、治疗心绞痛以及心血管疾病等,可用作消炎药物。此外,它可以抑制肿瘤生长,并且可以用作钙拮抗剂,多巴胺受体拮抗剂,p38激酶抑制剂和抗疱疹病毒。

中氮茚骨架又含有吡咯烷结构,对于许多具有药理活性的生物碱,吡咯烷结构的化合物是至关重要的,例如含有吡咯骨架的化合物有长春新碱、长春花碱和 spirotryprostatins 等。许多具有生物活性的生物碱中常常出现的结构单元是中氮茚骨架,例如,有具有卓越的抗有丝分裂的特性的陆生天然产物 rhazinilam,而长春蔓胺生物碱具有良好的降低高血压功效[5]。中氮茚生物碱(indolizinealkaloids),具有抗病毒、抗肿瘤、抗炎、抗真菌、抗利什曼原虫、抗氧化、组胺H_3受体拮抗[6]及免疫调节等。由于很好的抗肿瘤、抗HIV病毒活性,使得近年来越来越多的人开始研究中氮茚生物碱。

1970年以来,每年都有中氮茚的化合物的报告,而且数字不断增加。不仅报道了其合成方法,还有很多研究其生物医药活性如用于钙离子通道的拮抗剂、抗肿瘤及杀菌消炎等的报告[7]

中氮茚类化合物对细菌具有一定的抗菌活性,尤其是对某些革兰氏阴性阳性菌[8],比盐酸左氧氟沙星、红霉素肟和罗红霉素的抗菌活性弱。过去几十年,由于长期以来对抗菌药物的滥用,病原体对传统抗生素产生耐药性,这已经是一个亟待解决的公共健康问题。其中,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)是一种超级细菌,它分布广泛,会导致致命的肺炎,败血等等,并且有多种药物抗性[9]。因此,寻找新型抗MRSA药物是非常重要的。而一种中氮茚的衍生物,9-溴代中氮茚并喹啉二酮类化合物具有良好的抗菌活性,其代表性化合物

的结构如图3所示。它对MRSA的MIC(最低抑菌浓度)为0.063μg /m L,这使得它对MRSA的抑制效果比阳性对照药物万古霉素好16倍。

图3 代表性9-溴代中氮茚并喹啉二酮类化合物

中氮茚并喹啉酮类衍生物的抗肿瘤效果很好[10]。近年来在中氮茚化合物中发现了很多重要的生物活性,例如:细胞诱变性、致癌性和抗癌性、细胞毒性、抗菌及抗氧化性等。大多数在环上有共轭取代基的中氮茚基色都是鲜艳的颜色,并且被作为染料报道。因此中氮茚类化合物被广泛地应用于生物、农药、医药、材料等领域。其中,一类重要的中氮茚衍生物是3-芳基中氮茚。具有良好的荧光性的3-芳基中氮茚可用作质子开关。3-芳基中氮茚还被报道可以抗结核分支杆菌,在医药领域潜力巨大。

1.3中氮茚在化工材料中的应用

一种重要的有机中间体和化工原料,它是偶氮类染料,在纺织品和纤维染色中大量的应用。这几年来,偶氮类化合物广泛的运用在液晶材料的基本原料以及LB膜的信息储存和二阶非线性光学材料中[11]

这几年来,化石燃料消耗的增长和环境污染,它们引起了人们对绿色能源的大量关注和深入研究。太阳能作为一种可再生能源,它取之不尽、用之不竭,它的优点有清洁无害、利用成本低廉、可直接开发和利用且不受地理条件限制等,受到科学家们的大量关注。1991年Grätzel研究小组研究氧化还原电对的电解质溶液,它使用高比表面积的纳米多孔TiO2膜电极,以金属钌多吡啶配合物做敏化染料,第一次研究出了染料敏化太阳能电池(DSSCs),它有结构简单、易于制造及生产成本低等突出优点的新型太阳能电池-染料敏化太阳能电池(DSSCs),其超过7.1%能量转化效率[12]。虽然现在DSSCs的最高的转换效率差不多是12.3%,但还是比较低相对无机硅材料,因此需要进一步提高能量转换效率,重要任务之一是,成为当前有机光伏材料研究。在光敏剂中,钌化合物(如N3和N719)达到了10%的光电转化效率。即使是这样,科学家们更喜欢制备简单经济并且环保低污染的纯有机染料敏化剂。慢慢的在研究大量无金属的有机染料作为染料敏化剂,比如三苯胺、香豆素、部花菁、吩噻嗪、卟啉类以及四硫富瓦烯等为给体的给体-π共轭桥-受体(D-π-A)型敏化剂,但是大多数仍低于N3系列染料的光电转换效率。吲哚啉电子能力比三苯胺更强,目前,研究吲哚为给体的有机染料敏化剂的引起大量的关注,其中D149和WS-9的DSSCs能量转换效率达到了高于9%。中氮茚[3,4,5-ab]异吲哚(INI)是含有N原子的杂环化合物,这个系列杂环化合物在400nm以上具有吸收比较强,其已高达90%荧光量子效率,该类具有较低的电离势的化合物,可以想象作为染料分子给体。不过现在报道中氮茚[3,4,5-ab]异吲哚衍生物作为染料敏化剂在DSSC方面还不怎么常见。

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