多取代四氫噻吩類化合物是合成噻吩類化合物的重要中間體,是一類具有生物活性的重要結(jié)構(gòu)單元。目前四氫噻吩類化合物的合成方法多集中在手性非消旋的多取代四氫噻吩或其消旋體的合成,而對于手性和消旋的四氫噻吩通用的合成方法還存在挑戰(zhàn),對其的研究開發(fā)具有重要意義。課題組前期發(fā)現(xiàn)了一種制備二取代四氫噻吩的新方法,以1-庚烯-4-醇為原料,通過環(huán)氧化、甲磺酰化、以及與硫代醋酸根負離子的親核取代反應,三步合成4-乙酰氧基-2-丙基四氫噻吩。本論文對該方法進行底物拓展研究,優(yōu)化反應條件,提出合理的反應機理。考察4-位取代基的位阻效應對反應的影響。當1-烯-4-醇的4-位取代基為有位阻的烷基時,比如異丙基、叔丁基、環(huán)己基或苯乙基,在80℃乙腈回流的條件下,均得到4-乙酰氧基四氫噻吩類化合物,證明4-位取代基的位阻不會影響關(guān)環(huán)產(chǎn)物的形成。推測反應機理如下:乙酰硫負離子首先在1位碳和4位碳進行親核取代,然后分子內(nèi)的乙�；w移,得到的烷基硫負離子通過C-C單鍵旋轉(zhuǎn)達到成五元環(huán)的優(yōu)勢構(gòu)象,最后通過分子內(nèi)的親核取代,關(guān)環(huán)得到產(chǎn)物�？疾炝藴囟葘﹃P(guān)環(huán)產(chǎn)物的影響,結(jié)果顯示反應在高溫(即110℃甲苯回流的條件下)產(chǎn)率略有提高,表明升溫有利于反應的進行。考察4-位取代基的電子效應對反應的影響。當1-烯-4-醇的4-位取代基為芳基時,比如苯基或?qū)谆交?反應在80℃得到開鏈的三乙酰基取代的產(chǎn)物;在110℃則得到關(guān)環(huán)產(chǎn)物2-取代基-4-乙酰硫基四氫噻吩。推測關(guān)環(huán)產(chǎn)物的形成是由于反應中生成了環(huán)硫環(huán)中間體,然后通過環(huán)硫環(huán)模型實驗驗證了該推測的合理性。產(chǎn)物中4位取代基為乙酰硫基,而不是乙酰氧基的原因,推測是芳基的存在阻礙了C-C單鍵旋轉(zhuǎn),而達不到成五元環(huán)的優(yōu)勢構(gòu)象,使1位碳的硫負離子進攻2位碳得到環(huán)硫環(huán)關(guān)鍵中間體,然后再與乙酰硫負離子反應,關(guān)環(huán)得到產(chǎn)物。當1-烯-4-醇的4-位取代基為p-三氟甲基苯基時,反應在80℃和110℃均得到了4-乙酰氧基四氫噻吩。推測是由于苯環(huán)上強吸電子基團三氟甲基的存在,使1位碳的硫負離子易于進攻4位碳,然后關(guān)環(huán)得到產(chǎn)物。在以上實驗的基礎上,進一步考察電子效應對反應的影響。當1-烯-4-醇的4-位取代基為芐基時,反應在80℃得到2-芐基-4-乙酰氧基四氫噻吩,在110℃則得到2-芐基-4-乙酰硫基四氫噻吩。表明反應溫度對關(guān)環(huán)產(chǎn)物有很大的影響,對產(chǎn)物的形成機理還有待于進一步的探索。本論文建立的制備二取代四氫噻吩的新方法具有高收率、便捷、環(huán)保的優(yōu)點,適用于不同的1-烯-4-醇反應底物,為多取代四氫噻吩類化合物的合成提供了一種更有效的選擇路徑。
【學位單位】：北京工商大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：O626.12
【部分圖文】：

二取代四氫噻吩合成研究第 1 章 緒論合物的重要性合物在含 1,3-氧硫官能團的香料化噻吩類香料具有除一般含硫香料所具殊氣味[1]。如圖 1.1 所示，現(xiàn)在市面EMA:3266，CAS:1003-04-9）、潛香僅有肉香，還有明顯的蔥蒜、以及蔬果的添加劑[2]；2-甲基四氫噻吩-3-酮 位甲基取代，呈現(xiàn)出了芳香、焦香、

類香料具有除一般含硫香料所味[1]。如圖 1.1 所示，現(xiàn)在市A:3266，CAS:1003-04-9）、潛肉香，還有明顯的蔥蒜、以及添加劑[2]；2-甲基四氫噻吩-3基取代，呈現(xiàn)出了芳香、焦香圖 1.1 食品中常見四氫噻吩類香料在食品領(lǐng)域中廣泛存在，還更結(jié)構(gòu)化合物在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的性的非常重要的結(jié)構(gòu)單元。最tin）就是一類天然存在的含有報道了多種合成其的方法[5]。

除了在生物醫(yī)藥及香料領(lǐng)域的應用，四氫噻吩類化合物還被廣泛應用于其他領(lǐng)域。如在各種化學反應中作為輔助模板，控制各種化學轉(zhuǎn)化。具有代表性的化學反應有不對稱氫化反應[9]、催化的不對稱環(huán)氧化反應[10]、催化的分子內(nèi)環(huán)丙烷化反應[11]；此外四氫噻吩類化合物在材料領(lǐng)域，具有非常好的自助裝性能，可以吸附在金表面，形成自組裝單層從而用于材料表面物化性質(zhì)的改進與控制[12]。1.1.2 四氫噻吩類化合物的合成方法在過去的幾十年中，因為四氫噻吩結(jié)構(gòu)獨特的性質(zhì)，成為了廣大有機合成尤其是在有機硫化學領(lǐng)域的研究熱點，已報道了大量關(guān)于多取代四氫噻吩類化合物的合成方法的工作。2012 年 Benetti 研究小組[13]發(fā)表的一篇綜述性文章，系統(tǒng)的總結(jié)了近十幾年在手性非多取代四氫噻吩類化合物和消旋多取代四氫噻吩類化合物合成方面的工作。2013 年 Chandra 研究小組[14]在多種反應串聯(lián)催化形成 C-C 鍵的綜述中，總結(jié)了脂肪五元雜環(huán)中四氫噻吩環(huán)的合成方法�？偨Y(jié)多取代四氫噻吩類化合物合成方法以及與本論文合成方法相關(guān)的報道，目前多取代四氫噻吩類化合物的合成方法有如下幾個方面。
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本文編號：2849175