一种新型苯并呋喃并咔唑化合物的合成与表征（二）可以使反应在室温条件下进行

2025-06-19 16:40:52 - 热点

2结果与讨论

2.1缩合反应

化合物4与米氏酸的种新缩合反应得到化合物5，反应中的型苯缩合剂EDCI主要用来活化羧基，可以使反应在室温条件下进行。并呋表征而反应中DMAP具有双重作用，喃并一方面作为有机碱可以脱除米氏酸羰基α位的咔唑质子，增强其亲核活性，化合合成另一方面，种新作为体系中的型苯缚酸剂，中和EDCI结构中的并呋表征盐酸盐。

2.2羰基还原反应

硼氢化钠作为一种还原活性中的喃并还原剂，常用于将醛酮还原为醇。咔唑在本研究中，化合合成化合物5经硼氢化钠还原，种新结构中的型苯酮羰基被还原为亚甲基，反应体系中加入少量醋酸，并呋表征可以明显的增强硼氢化钠的还原活性。

2.3酯交换反应

化合物6在氯化氢甲醇体系条件下，发生酯交换反应生成化合物7，反应中氯化氢的含量需要保证过量，避免酯交换不完全的副产物生成。同时，需要控制反应温度，温度过低会造成反应速率较慢，而温度升高又会造成体系中的氯化氢溢出，所以选择在室温条件下反应。

2.4硝基还原反应

化合物7经Pd/C加氢还原得到化合物1，反应中硝基被还原为氨基。Pd/C加氢还原是硝基还原常用的一种方法，但是Pd/C在空气中易燃，因而在使用过程中需要注意使用惰性气体保护，反应结束后抽滤需要全程惰性气体保护，避免发生着火事故。另外，在反应开始时，需要用氢气置换反应体系中的氮气，避免氮气置换不彻底，而造成反应速率较慢及反应不彻底的情况。

2.5化学物4的晶体结构

2.5.1晶体结构测定

将化合物4溶解于乙酸乙酯/石油醚（EA/PE）的混合液中，于室温条件自然挥发，大约3 d后得到无色晶体，选取单晶（尺寸为0.19×0.12×0.08 mm3），用APEX II CCD型X-射线单晶衍射仪在173.0 K条件下收集数据，采用石墨单色化的Mo Kα射线（λ=0.71073Å），用ω-2θ扫描方式，在2.40°<θ<25.71°范围内-23≤h≤23、-22≤k≤22、-11≤l≤11，收集到衍射点34982个，独立衍射点6176个（Rint=0.0647），采用SHELXL-97程序对数据进行处理，直接解出晶体结构，最终得到R1=0.0517,ωR2=0.1688，残余电子密度峰最大值170 e/nm3，最小值-220 e/nm3。

2.5.2晶体结构分析

化合物4的晶体结构属于单斜晶系，P21/c空间群，晶胞参数a=19.1903(7)Å，b=18.4525(6)Å，c=9.2197(3)Å，α=90.00o，β=95.8790(10)，γ=90.00o，V=3247.61(19)A3，Z=16，Dc=1.318 g/cm3，μ=0.111 mm-1，F(000)=1376.0。通过X-射线单晶衍射可以看到化合物4的立体结构，下图为晶体分子结构图（其结构里不对称单元里含有4个分子）。

2.6化合物1的核磁结构解析

对于化合物1的1HNMR分析（图1），δ8.16处的宽峰，积分为2H，为氨基上的两个活泼氢；δ3.67处的单峰，积分为6H，为两个甲氧基；δ3.53处的三重峰，耦合常数J=7.3 Hz，积分为1H，是与羰基相邻位置的次甲基；δ1.75处的dd峰，其中一个耦合常数为J=7.4 Hz，积分为2H，判断是与次甲基相邻的亚甲基；δ1.58～1.49处的多重峰，积分为2H，是与两个亚甲基相连接的亚甲基；δ1.33～1.24处的多重峰，积分为2H，是与季碳原子相连接的亚甲基；δ1.21处的单峰，积分为6H，为两个甲基。对于化合物1的13CNMR分析（图2），δ169.82为两个羰基碳的重合峰；δ53.64为结构中与氨基相连接的碳原子峰，因受到氮原子电负性的影响而偏向低场；δ52.82为两个甲氧基碳的重合峰；δ51.08为两个羰基α碳的信号峰；δ29.07为羰基β位亚甲基碳的信号峰；δ25.30为两个甲基碳的重合峰；δ21.18为羰基γ位亚甲基碳的信号峰。通过核磁共振氢谱、碳谱以及质谱分析可以证明化合物1结构的正确性。

3结论

以丙烯酸甲酯和2-硝基丙烷为原料，经过Michael加成反应、酯水解反应、缩合反应、羰基还原反应、酯交换反应以及硝基还原，6步反应得到7,7-二甲基吖庚环-2-酮的合成中间体2-(4-氨基-4-甲基戊基)丙二酸二甲酯，反应总产率40%。产物及中间体结构经1HNMR、13CNMR和ESI-MS表征，中间产物4的结构进一步通过X-单晶衍射确定。并对目标化合物结构核磁进行了解析，对每一步的反应条件进行了讨论。该合成方法具有反应路线简洁、反应时间短、产率高等优点，为吖庚环-2-酮类化合物的合成提供了一种新颖的中间体以及有效的合成思路。

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