【摘要】：天然產(chǎn)物以及藥物等具有生物活性的化合物通常具有復(fù)雜的多環(huán)或者多官能團(tuán)結(jié)構(gòu),雖然傳統(tǒng)基態(tài)熱化學(xué)有很多合成環(huán)狀化合物的方法,但是在眾多的合成環(huán)狀化合物的方法中,光化學(xué)環(huán)加成反應(yīng)是合成較多立體中心或較多官能團(tuán)等多環(huán)化合物的有效方法。光化學(xué)環(huán)加成反應(yīng)為合成三元環(huán)至八元環(huán)等多環(huán)化合物提供了快捷有效的方法,并且這些方法具有較好的立體選擇性和廣泛的底物適用性。所以光環(huán)加成反應(yīng)在天然產(chǎn)物全合成中以及非天然化合物合成中均得到了廣泛的應(yīng)用。鑒于光化學(xué)環(huán)加成反應(yīng)的重要性,本文以發(fā)現(xiàn)發(fā)展合成復(fù)雜多環(huán)化合物的方法為目的,設(shè)計(jì)合成一系列有機(jī)小分子化合物,研究其在紫外光誘導(dǎo)下的環(huán)加成反應(yīng)過程,為合成苯并雙環(huán)[2.2.2]辛烷衍生物和氧雜多環(huán)化合物等復(fù)雜環(huán)類化合物提供了新方法。本文通過設(shè)計(jì)合成一系列的鄰苯二烯衍生物,研究并發(fā)現(xiàn)了其與馬來酰亞胺在紫外光的誘導(dǎo)下發(fā)生[4+2]環(huán)加成反應(yīng),揭示了在無金屬催化條件下環(huán)境友好地獲得苯并雙環(huán)[2.2.2]辛烷骨架化合物的方法。該方法以鄰苯二烯衍生物及馬來酰亞胺為反應(yīng)底物,中壓汞燈為光源,光源用硬質(zhì)玻璃濾波,干燥乙腈為反應(yīng)介質(zhì),以高產(chǎn)率(52-86%)獲得苯并雙環(huán)[2.2.2]辛烷衍生物。本文探索了底物官能團(tuán)的普適性,實(shí)驗(yàn)研究表明含有酯基、酮羰基、醛基、腈基等吸電子官能團(tuán)的鄰苯二烯衍生物均適用于這一合成策略。通過文獻(xiàn)調(diào)研以及機(jī)理探究實(shí)驗(yàn),證明此反應(yīng)機(jī)理是鄰苯二烯衍生物在紫外光的作用下發(fā)生周環(huán)反應(yīng)生成活性oQDM(鄰二亞甲基苯)中間體,之后該中間體與馬來酰亞胺等親雙烯體進(jìn)行分子間的[4+2]環(huán)加成反應(yīng)得到苯并雙環(huán)[2.2.2]辛烷衍生物,同時(shí)本文將此反應(yīng)進(jìn)行克級別放大實(shí)驗(yàn)以提供該反應(yīng)的應(yīng)用研究基礎(chǔ)。在合成一系列含羰基官能團(tuán)的鄰苯二烯衍生物的基礎(chǔ)上,本文探索了該類化合物在液相介質(zhì)中的光化學(xué)反應(yīng)行為,揭示了一種在無金屬催化條件下環(huán)境友好地獲得苯并氧雜橋環(huán)骨架化合物的方法。實(shí)驗(yàn)研究表明在350 nm的紫外光誘導(dǎo)下,干燥乙腈為反應(yīng)溶劑,含有酮羰基和醛基官能團(tuán)的鄰苯二烯衍生物會(huì)發(fā)生分子內(nèi)氧雜[4+2]環(huán)加成反應(yīng),通過反應(yīng)條件優(yōu)化,此分子內(nèi)氧雜[4+2]光化環(huán)加成反應(yīng)以較好的收率(45-84%)獲得苯并氧雜橋環(huán)化合物。通過中間體捕獲等實(shí)驗(yàn)證明了此反應(yīng)機(jī)理為活性o-QDM中間體機(jī)理,克級別實(shí)驗(yàn)以及氫化開環(huán)實(shí)驗(yàn)提供了該反應(yīng)的應(yīng)用研究基礎(chǔ)�；卩徏柞；蕉╊惢衔镌谧贤夤庀驴梢园l(fā)生[1,5]-氫遷移并形成活性較高雙烯中間體的特性,本論文合成了一系列鄰�；蕉╊惢衔锊ζ涔庹T導(dǎo)的[4+2]環(huán)加成反應(yīng)進(jìn)行了研究探索。發(fā)現(xiàn)4-苯基-1-(鄰甲�；交�)-1,3-丁二烯化合物能在紫外光的作用下發(fā)生分子內(nèi)的[4+2]光化環(huán)加成反應(yīng)。此反應(yīng)可以用來制備苯并雙環(huán)己酮類化合物,實(shí)驗(yàn)研究表明該反應(yīng)機(jī)理是活潑烯酮雙烯中間體,此中間體是通過紫外光誘導(dǎo)下發(fā)生氫遷移過程生成的。該分子內(nèi)[4+2]光化環(huán)加成反應(yīng)只需在紫外光的照射下就可以反應(yīng)完全,反應(yīng)溫度是室溫,無需加熱條件或其他金屬催化,只需要一步反應(yīng)就可以生成剛性較大的多環(huán)化合物。通過實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)此類苯并雙環(huán)己酮并四元環(huán)類化合物也可以通過簡單的[2+2]光化環(huán)加成反應(yīng)獲得,為合成苯并雙環(huán)己酮類化合物提供了兩種新穎有效的光化學(xué)合成方法。
【圖文】：

3-二氧環(huán)戊烷的光加成反應(yīng)合成地瑞那韋[15]Fig.1-1 Photochemical 1,3-dioxalane addition for synthesis Prezista[15]另外一種抗風(fēng)濕類藥物——洛索洛芬鈉，在其合成過程中也用到了紫外光誘導(dǎo)的自由基反應(yīng)來合成關(guān)鍵中間體溴甲基苯基丙酸[16]，，如圖 1-2 所示。

圖 1-5 通過光敏劑二苯酮來選擇性發(fā)生[2+2]或[5+2]光化環(huán)加成反應(yīng)[26]Fig.1-5 Selective [2+2] vs. [5+2] cycloaddition by sensitization benzophenone[2量轉(zhuǎn)移過程是分子各自內(nèi)部的電子移動(dòng)。電子轉(zhuǎn)移可以是兩個(gè)基態(tài)的傳遞，也可以是一個(gè)激發(fā)態(tài)分子和一個(gè)基態(tài)分子之間的電子轉(zhuǎn)移為光致電子轉(zhuǎn)移[3]。電子的給體可以是基態(tài)分子也可以是激發(fā)態(tài)分
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O621.25;O644.1

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 劉建剛;王子強(qiáng);;維生素D_3的合成工藝改進(jìn)[J];合成化學(xué);2015年08期

2 魯吉珂;孫英北;鄧?yán)?王芳;譚天偉;;一種廉價(jià)紫外光源對維生素D_2合成的研究[J];發(fā)光學(xué)報(bào);2006年05期

3 葛大倫,孔漫;差譜NOE的應(yīng)用[J];波譜學(xué)雜志;1987年01期

本文編號：2658220