关键词： 咪唑   1,4-二氢吡啶   4H-吡喃   合成   PEG-400  

摘要： 杂环化合物,特别是咪唑,吡啶以及吡喃类化合物,具有广泛的生物活性和药理活性。这些杂环化合物及其衍生物作为农药、医药、染料及其它精细化工产品的中间体,应用越来越广泛,世界各地科学家对它们的合成研究非常关注。 低分子量聚乙二醇PEG-400是一种常见的液体低聚物,具有低毒、可生物降解、不挥发、不可燃、价格低廉等优点;它对大多数有机及金属有机化合物溶解性能良好,在酸、碱、O2和H2O2氧化体系以及NaBH4还原体系中都很稳定,目前用PEG-400作为反应介质已开始引起人们的关注。本论文的主要工作是,以环境友好的PEG-400为反应介质,不加任何催化剂,完成2,4,5-三取代和1,2,4,5-四取代咪唑类、1,4-二氢吡啶类及4H-吡喃类化合物的合成,论文共分为四章: 第一章综述了咪唑,吡啶和吡喃类杂环化合物的合成研究进展以及PEG-400作为反应介质在有机合成中的应用。 第二章通过醛、联苯酰和醋酸铵在PEG-400中110 oC下发生三组分缩合反应,合成了2,4,5-三芳基取代-1H-咪唑类化合物;以醛、联苯酰、醋酸铵和芳胺为原料,在110 oC下实现四组分缩合,得到了1,2,4,5-四芳基取代咪唑类化合物。 第三章以环境友好的PEG-400为反应介质,不加任何催化剂,使各种醛,乙酰乙酸乙酯(或乙酰丙酮)与醋酸铵反应,合成了1,4-二氢吡啶类化合物。 第四章以PEG-400为反应介质,完成了醛、乙酰乙酸乙酯(或乙酰丙酮)与丙二腈的三组分缩合反应,生成4H-吡喃类衍生物。 该方法与文献报道的方法相比,具有操作简单、污染少、环境友好的优点。我们分别考察了原料配比、反应介质、反应温度及时间等多种因素对上述反应的影响,从而优选出较佳反应条件。以上化合物的组成和结构经IR、1H NMR、13C NMR和元素分析得到确证。

关键词： 杂环化合物   含氮杂环   单晶结构   晶体化学  

摘要： 本文合成了六种新型含氮杂环化合物，运用元素分析、粉末X射线衍射仪、红外光谱仪、热分析仪对它们进行了表征;通过单晶X射线衍射方法对合成的化合物进行了结构解析;以Material Studio4.0软件Morphology模块为基本模拟工具，模拟新合成六种配合物晶体在“真空”中生长发育时的整体形貌，并使用扫描电镜对实际晶体的形貌进行研究;同时，根据化合物的结晶学参数，从晶体化学的角度对晶体进行研究。　　 (1)室温条件铜盐与配体反应合成新型配位化合物Cu(C3N2H4)2(C4H5O4)2，单斜晶系，空间群P21/c。铜原子呈六配位，两个丁二酸桥联两个铜原子、丁二酸分子的八个碳原子及四个端氧共同组成一个十四原子大环，环内已配位的羟基氧原子O3与未配位的羧基氧原子O2形成分子内氢键，N2-H2A…O2形成的分子间氢键在化合物形成框架结构中起到了重要的作用。通过MS程序对晶体形貌进行模拟，配合物单晶共有(100)、(110)、(011)、(020)、(111)五个主要外显晶面，模拟形貌与扫描电镜观察的晶体形貌较符合。扫描电镜观察发现，晶体表面呈现层状阶梯，表面有凹坑，层状结晶的表面有明显钝角，观察到的这一现象与W.科塞耳与F.斯特兰斯基提出的晶面台阶-扭折模型相符。　　 (2)溶液法合成新型配合物Cd(C4H6N2)(C3H2O4)·H2O，正交晶系，空间群为Pnma，镉离子与来自两个丙二酸根的四个氧原子和一个2甲基咪唑分子的N原子和一个配位水分子配位，形成八面体配位方式，同时结构中存在着丰富的氢键相互作用。通过MS程序导入结构数据对晶体的形貌进行模拟，新型配合物存在(200)、(101)、(210)、(011)、(111)等五个主要外显晶面，晶体形貌的扫描电镜观察结果与模拟结果相符。　　 (3)室温条件合成新型配合物Mn(Cl3CCOO)2(4，4’-bpy)，正交晶系，空间群Pbcn，锰原子六配位，锰原子与三氯乙酸分子和4,4'-联吡啶分子桥联形成二维的金属-有机网络结构。通过MS程序导对晶体的形貌进行模拟，化合物单晶共有(001)、(010)、(011)、(100)、(111)、(101)、(110)等七个主要外显晶面，晶体形貌的扫描电镜观察结果与模拟结果相符合。　　 (4)室温条件合成新型配合物[Cu2(ClCH2COO)(2，2'-bpy)2(OH)(H2O)](NO3)2，三斜晶系，空间群为P(1)，配合物分子由双核的铜基团和硝酸根组成，羟基和羧基中的氧原子与2,2'-联吡啶分子中的氢原子形成分子内的相互作用，硝酸根中的氮原子接受配位水分子和羟基的氢分子形成分子间的氢键，氢键的相互作用使得晶体形成三维超分子网络结构。运用MS程序对晶体的形貌进行模拟，新型配合物存在(100)、(110)、(011)、(11(1))、(10(1))、(002)等六个主要外显晶面，晶体形貌的扫描电镜观察结果与模拟结果相符。　　 (5)室温条件合成新型配合物Mn(Cl3CCOO)Cl(1，10'-phen)2，三斜晶系，空间群P21/c，Mn原子六配位，分子间通过C-H…O和C-H…Cl氢键的相互作用形成二维网络，1，10'-邻菲啰啉环之间的π-π堆积作用使结构更加稳定。通过MS程序导入结构数据对晶体的形貌进行模拟，配合物存在(110)、(200)、(111)、(002)等四个主要外显晶面，晶体形貌的扫描电镜观察结果与模拟结果一致。　　 (6)室温条件下合成新型配位化合物[C4H7N2]3·PMo12O40，属单斜晶系，空间群P21/n，结构单元中含有3个质子化的2-甲基咪唑阳离子和多酸阴离子PMo12O403-。在多酸阴离子中，杂原子P呈四面体配位，配原子Mo八面体配位，三个八面体构成三金属簇Mo3O10，2-甲基咪唑中的氮原子与多酸中的氧原子形成分子间的氢键。通过MS程序导入结构数据对晶体的形貌进行模拟，新型配合物存在(011)、(101)、(002)、(101)、(110)、(11(1))等六个主要外显晶面，晶体形貌的扫描电镜观察结果与模拟结果接近。　　 (7)通过对晶体颗粒的总晶胞数、总原子数、颗粒表面总晶胞数、颗粒表面总原子数及表面积等参数的计算，得到如下结论：晶粒粒度增大，晶体含有的结构单元增多，晶体结构越完整，稳定性越强;随着颗粒尺寸的增加，晶体的表面积不断增加，配合物粒子活性减小。

关键词： 多氟烷基   1，3，4-噁二唑-2-硫酮   1，2，4-三唑-5-硫酮   活性   双杂环化合物   Sonogashira偶联   合成  

摘要： 近年来,国内外学术界兴起了一股研究含氟有机化合物的热潮,在化学药物的设计、合成、筛选中,常以氟原子替代先导化合物中的某些氢原子或引入含氟链段,可明显改善先导化合物的生理活性。1,3,4-噁二唑-2-硫酮具有广泛的生物活性,如抗菌,消炎,防止低血糖昏迷,抗肿瘤,抗HIV病毒等;另一类杂环1,2,4-三唑-5-硫酮也具有抗血压,植物生长调节活性以及舒张血管活性等。关于它们唑环NH上的氢原子的反应已有较多的研究,比较典型的就是Mannich反应,但是对于该氢原子被多氟烷基取代的化合物,除本工作小组在进行这方面的研究外,尚未有其它的文献报道。多数酰胺类化合物具有药理活性,而酰胺基易于与有机体形成氢键,有可能改善药效,特别是芳酰胺键能明显的改善分子的生物活性。基于此,本文的第二、第三章先用芳香羧酸与氨基酸形成酰胺,然后进行关环得到相应的1,2,4-三唑-5-硫酮及1,3,4-噁二唑-2-硫酮,再利用N-烷基化反应引入多氟烷基,结合唑类杂环化合物良好的生物活性,为筛选出具有活性的多氟唑类化合物做准备。通过改变不同的取代基合成了24个新的目标化合物2-9a～2-91和3-6a～3-61,其结构经过1H-NMR,19F-NMR,IR和MS谱以及元素分析确证,并选取部分化合物进行了除草活性测试。 杂环类农药的另一个重要的发展方向是双杂环化合物的合成及生物活性研究。现在越来越多的文献报道双杂环化合物具有良好和广谱的生物活性,如调节植物生长、抗菌除草、杀虫、消炎止痛,抗心血管病等。为使具有不同生物活性的官能团在同一分子中聚集,实现活性叠加,以期开发新的具有高效、广谱活性的新的双杂环化合物,在前面工作的基础上,本文第四章采用生物活性基团拼接的分子设计方法,将两类杂环N-多氟烷基-4-苯基-5-对碘苯基-1,2,4-三唑-5硫酮和N-多氟烷基-5-对碘苯基-1,3,4-噁二唑-2-硫酮以Sonogashira偶联的方式进行拼接,设计并合成了几个新型双杂环化合物,其结构经过1H-NMR,19F-NMR,IR和MS谱以及元素分析确证。

关键词： α-氨基膦酸酯   酰胺   氮杂环   芳氧苯氧丙酸酯   类Mannich反应   除草活性  

摘要： 氨基膦酸及其酯是氨基酸的含磷类似物,其衍生物具有良好的生物活性,被广泛用做杀菌剂、植物生长调节剂和除草剂,因而具有广阔的发展前景。为了寻找具有高生物活性的α-氨基膦酸酯衍生物,本文采用生物等排原理和活性亚结构拼接原理,将α-氨基膦酸酯类似物结构引入酰胺结构中,设计合成了Ⅰ-6,Ⅱ-4两类共计21种未见报道的含氮杂环的α-氨基膦酸酯衍生物。同时将α-氨基膦酸酯和4,6-二甲氧基嘧啶结构引入芳氧苯氧丙酸酯分子中,设计并合成了17种未见报道的化合物Ⅲ-4。另外,采用Lewis酸催化的类Mannich反应,将噻唑和吡唑杂环引入到α-氨基膦酸酯结构中,设计并合成10种新型含噻唑和吡唑双杂环的α-氨基膦酸酯衍生物。目标化合物的结构如下: （1）O,O'-二烷基-1-{1-[取代吡啶（噻唑）甲基]-5-甲基-1H-1,2,3-三唑-4-甲酰胺基}-取代苄基膦酸酯Ⅰ-6（12种） （2）O,O'-二烷基-1-（2,4-二甲基-噻唑-5-甲酰胺基）-取代苄基膦酸酯Ⅱ-3（9种） （3）O,O'-二烷基-1-{2-[4-（4,6-二甲氧基嘧啶-2-氧）苯氧]-2-取代乙酰胺基}-取代苄基膦酸酯Ⅲ-4（17种） （4） O,O'-二烷（苯）基-[4-（1-苯基-3-取代-5-取代-1H-吡唑）]-N-[2-（5-乙氧羰基-4-甲基-1,3-噻唑）]-1-氨基甲基膦酸酯Ⅳ-4（10种） 通过1H NMR,EI-MS,IR、元素分析对目标化合物的结构进行了表征,部分化合物还得到了13C NMR,31P NMR的进一步确证;系统研究了目标化合物的波谱性质和规律。同时对中间体和目标化合物的合成方法和工艺条件进行了系统的研究和探索。 对所合成的部分化合物进行了初步的除草活性测试,实验结果表明部分被测化合物表现出一定的除草活性。

关键词： 烯胺酮   Vilsmeier试剂   吡啶酮   三氯氧磷   环磷酰胺  

摘要： 近几十年来,烯胺酮类化合物以其多官能团结构特点已成为有机合成中一类重要的合成中间体。它既包括亲核的烯胺部分,又包括亲电的烯酮部分。由烯胺酮类化合物可以制备吡咯、唑烷、嘧啶酮、喹啉、二苯并二氮杂环类、四氢苯并噁嗪酮和特窗酸等化合物。同时,烯胺酮类化合物也是制备α-碘代烯胺酮类化合物、3-氨基糖衍生物类化合物、氮杂化合物、β-氨基衍生物类化合物和四氢茚类化合物等的重要中间体。 2-吡啶酮及其衍生物则是一类重要的含氮杂环化合物,在染料、医药、农药等工业领域有着重要的用途。同时, 2-吡啶酮及其衍生物也是制备乙醇、乙醛和聚酰亚胺等化合物的重要催化剂。因此这类杂环化合物的合成,特别是其立体选择性合成,已经成为有机合成化学研究的前沿和热点领域之一。 当前,癌症是人类关注的焦点之一,抗癌药物的研究进展又直接决定了这一领域的发展,因此很多研究者都致力于抗癌药物的研究。环磷酰胺是目前临床上应用的广谱抗癌药物之一,但它存在着较大的毒副作用,且稳定性也较低,极大的限制了它的应用。因此,对这类化合物的结构进行修饰和改造的研究仍具有重要意义。 本论文主要结合烯胺酮类化合物的性质,对其在杂环合成中的应用做了进一步研究,取得的工作成果如下: (1)合成了一类新型的环状烯胺酮。 (2)利用该类烯胺酮,通过Vilsmeier反应,发展了一种简单、有效的合成多取代2-吡啶酮的方法,并对该反应的机理进行了研究。 (3)利用单取代的1,3-二羰基化合物,通过Vilsmeier反应,发展了一种简单、有效、适用范围广的合成多取代2-吡啶酮的方法,并对该反应的机理进行了研究。 (4)利用环状烯胺酮,通过对条件的选择与优化实了现一锅法合成环磷酰氯衍生物,并通过对环磷酰氯衍生物进行氨解和醇解合成了环磷酰胺和磷脂类化合物。 总之,我们发展了一种简单、有效的合成2-吡啶酮和环磷胺衍生物的方法,并且这些化合物在学术研究和实际应用中都有着较好的前景。

关键词： 环丙基肟   吡唑   异噁唑   螺环化合物-吡唑啉-5-酮氮氧化物   环化  

摘要： 自William Henry Perkin在慕尼黑著名的有机化学家Adolf von Baeyer的实验室首次合成三元环衍生物以来,三元环化学的发展已经有100多年的历史了。然而当时环丙烷化学还没有引起人们足够的重视。起初,大多数三元环衍生物都是通过1,3-消除得到的。三元环化合物研究的发展是起源于卡宾与烯烃的合成。随着卡宾化学、光化学及其它合成手段的发展,现在绝大多数含三元环结构片段的化合物能够被合成。 由于环丙烷类化合物具有容易制的和较高的反应活性的特点,所以它在有机合成中常常作为建筑单元被广泛应用。自从1920年Cloke第一次报道环丙基酮在硫酸作用下生成二氢呋喃衍生物以来,人们对环丙基酮类化合物的开环反应进行了大量的研究。近几十年来,环丙烷化学倍受关注,特别是在杂环的合成中,而且这一领域已经成为研究的热点。许多杂环化合物如:吡咯、唑烷、嘧啶酮、喹啉等均可以通过环丙烷类化合物制得。相比而言,对环丙基肟的研究较少。 环丙基肟类化合物是有机合成中的一种重要的中间体,它的结构特征赋予了其化学反应的多样性,从而被广泛应用于有机合成中。近几年来,我们研究组开展了环丙基肟类化合物的合成与应用研究,取得了一系列研究成果。 本论文的研究工作主要有以下三方面: 1、环丙基肟类化合物的合成。 2、基于环丙基肟类化合物特殊性质,以环丙基肟为底物发展了一种合成多取代的吡唑、异噁唑的方法。 3、以环丙基肟类化合物为底物、PIFA做氧化剂发展了一种合成螺环化合物-吡唑啉-5-酮氮氧化物化合物的新方法,并对反应的机理进行了探讨。该方法中使用的原料易得、条件温和、产率高、而且产物的官能团丰富。 总之,我们成功的合成了多取代的含氮杂环化合物。实验方法简单、条件温和、反应快速、产率高。并且该类化合物在有机合成和应用中都具有较好的前景。

关键词： 吡唑   咪唑并[1,2-b]吡唑   双吡唑甲酮   合成   X-Ray射线衍射   抑菌活性  

摘要： 论文合成了咪唑并[1,2-b]吡唑类、二吡唑基甲酮类和吡唑连噁二唑类共三类48个化合物,使用了现代结构测试手段对所合成的化合物进行了结构表征,其中两个化合物经过了X-Ray射线衍射分析,并对其中大部分化合物进行了以金黄色葡萄球菌和肺炎克雷白杆菌为代表的革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的初步抑菌活性测试。 论文工作第一部分合成了咪唑并[1,2-b]吡唑类化合物28个,其中包括双（咪唑并[1,2-b]吡唑-3-基）甲烷7个。 从两个活泼亚甲基化合物（氰基乙酸乙酯和丙二睛）开始,经过乙烯酮二硫代缩醛（ketene dithioacetal）中间体,合成了两个5-氨基-1H-吡唑,以这个两个化合物为中间体,与芳香族和脂肪族α-溴代酮反应,而后经酸催化亚胺化互变异构后得到含咪唑并[1,2-b]吡唑甲硫醚类化合物6a-6g。咪唑并[1,2-b]吡唑甲硫醚类化合物经过室温下H2O2/CH3COOH温和氧化,得到咪唑并[1,2-b]吡唑甲基亚砜类化合物7a-7g。咪唑并[1,2-b]吡唑甲硫醚类化合物经过50℃下H2O2/CH3COOH剧烈氧化,得到咪唑并[1,2-b]吡唑甲基砜类化合物8a-8g。 咪唑并[1,2-b]吡唑甲硫醚类化合物6a-6g在新蒸馏的甲酰胺中回流,得到结构新颖的双（咪唑并[1,2-b]吡唑-3-基）甲烷类化合物9a-9g。考虑到化合物9a-9g结构非常新颖,我们使用了IR、1HNMR、13CNMR、元素分析和ESI-MS等结构测试手段,对该类化合物进行了仔细的结构表征。 对构建咪唑并[1,2-b]吡唑骨架的反应的区域选择性进行了细致深入讨论,得到了化合物6a和6b的X-Ray射线晶体结构,为上述区域选择性和咪唑并[1,2-b]吡唑骨架的准确结构提供了确凿的证据。 论文工作第二部分合成了二吡唑基甲酮类化合物10个。从第一部分中的中间体5-氨基-1H-吡唑-4-羧酸乙酯开始,经过肼解、与乙烯酮二硫代缩醛的缩合反应和烷基化反应,合成了二吡唑基甲酮类化合物。对反应的化学选择性和区域选择性进行了仔细讨论。 论文工作第三部分合成了吡唑连噁二唑化合物10个。从第一部分中的中间体5-氨基-1H-吡唑-4-羧酸乙酯开始,经过烷基化、H2O2/CH3COOH温和氧化、肼解和成荒酸钾盐脱硫反应,合成了吡唑连噁二唑类化合物。对反应路线中涉及到的烷基化反应、形成亚砜的氧化反应和形成噁二唑的环化反应的顺序对合成亚砜化合物18a-18e的影响进行了探讨。 对部分合成的最终化合物和少量中间体进行了抑金黄色葡萄球菌和肺炎克雷白杆菌的活性测试,发现所有受测试的咪唑并[1,2b]吡唑类化合物和二吡唑基甲酮类化合物对标准金黄色葡萄球菌和临床金黄色葡萄球菌的抑菌活性呈现出有规律的结构-活性（SAR）关系,对标准肺炎克雷白杆菌和临床肺炎克雷白杆菌的抑菌活性无明显结构-活性关系,且受测试化合物对金黄色葡萄球菌的抑菌活性普遍比对肺炎克雷白杆菌的抑菌活性好。

关键词： N-取代哌啶酮   肟醚   杀菌活性   N-取代吡咯烷甲醇衍生物   杀虫活性   格氏反应   合成   晶体结构  

摘要： 为了寻找符合21世纪农药发展要求的新型农药先导化合物,本文利用生物电子等排原理及活性因子叠加法,设计并合成了通式分别为（Ⅰ）和（Ⅱ）两个系列共计20个未见文献报道的新化合物。 （1）.以取代苄胺或苯乙胺为起始原料,依次经Michael加成,Dieckmann缩合,水解脱羧,肟化和醚化等多步反应合成了14个未见文献报道的N-取代哌啶酮肟醚衍生物（ⅠaⅠn）。 （2）.超声辐射下,以2-氯-5-氯甲基吡啶（或噻唑）和L-α-脯氨酸为原料,经过酯化、N-甲基化、与格氏试剂反应合成了6个未见文献报道的具有光学活性的N-取代吡咯烷甲醇衍生物（Ⅱa Ⅱf）。 采用了元素分析、红外光谱、核磁共振氢谱、质谱等,对上述两个系列的化合物进行了结构表征,并对其物理性质、波谱性质、反应条件、合成方法进行了较为系统的分析和讨论。目标化合物（Ⅰ）、（Ⅱ）的通式如下: 为了进一步了解化合物的空间结构,初步探索化合物的结构与性质的关系,对部分生物活性化合物,即N-（4-甲基苄基）哌啶-4-酮肟-O-（6-氯吡啶-3-基）甲基醚（Ⅰk）和N-（5-氯-2-噻唑甲基）-α,α-二苯基-2-吡咯烷甲醇（Ⅱe）进行了合成、单晶培养及X-射线衍射晶体结构测定等研究,对其进行了结构与性质的初步分析。 委托华中师范大学生物活性测试中心对系列（Ⅰ）进行了杀菌活性的初步普筛测定,委托浙江化工研究院生测部对系列（Ⅱ）进行杀虫活性的初步普筛测定,系列（Ⅱ）化合物的杀虫活性正在测试中。结果表明系列（Ⅰ）部分化合物有较好的选择性杀菌活性。

关键词： 微波辐射   无催化剂   杂环化合物   有机合成  

摘要： 本论文由四个部分组成。 第一部分介绍了国内外无催化剂的有机反应的研究现状和利用微波技术的无催化剂有机反应的研究现状以及本论文的选题依据、意义。 第二部分介绍了含氧杂环化合物的合成。在微波辐射下,不需任何催化剂,芳醛、4-羟基香豆素在水中的反应。反应得到一系列α,α-双(4-羟基香豆素-3-基)甲苯及衍生物。该方法具有反应时间短、产率高、操作简单、环境友好等优点。 第三部分介绍了含氮杂环化合物的合成。第一节介绍了在微波辐射下,不需要任何催化剂,3-(ω-溴代乙酰基)香豆素、邻苯二胺为原料,乙醇为溶剂,合成一系列2-(3-香豆素基)喹喔啉及其衍生物。第二节介绍了在微波辐射无催化剂无溶剂条件下,芳(杂芳)偶酰、邻苯二胺为原料,合成一系列2,3-二苯基喹喔啉及其衍生物。第三节介绍了在微波辐射无催化剂无溶剂条件下,芳偶酰、芳醛、醋酸铵为原料,一锅合成一系列2,4,5-三苯基咪唑及其衍生物。该方法具有产率高、反应时间短、操作简便、适用范围广、环境友好等优点。 第四部分为部分产物的核磁共振谱和质谱。

关键词： 亲电环化   呋喃   吡喃   偶联   炔基环氧   炔基酰胺   1、3环加成  

摘要： 本论文主要研究了通过亲电诱导来合成一些杂环化合物，内容主要包括以下四部分： 第一章： 主要描述亲电环化反应的历史，进展，以及它在最近几年里的发展特点，趋向和未来发展方向。 第二章： 主要介绍了我们通过格氏反应、消除、环氧化反应合成一些炔基环氧化合物，然后通过亲电环化生成呋喃衍生物，产率高，温度低，这些化合物再通过Sonogashira/Heck偶联反应合成一些复杂的药物中间体和绿色环保的有机物。 第三章： 主要介绍了我们通过对酯胺化，再引入三元环，格氏反应合成底物，通过亲电诱导意外的生成了吡喃衍生物，立体选择性好、产率高、体系温、环境友好。 第四章： 主要介绍了亲电环化在1，3环加成反应中的实际应用。我们通过亲电环化的特点、机理和环加成的基本条件，合成了一些炔烯醛的底物，通过碘卡宾中间体，1、3环加成合成了桥氧多环化合物。我们首次实现了利用非金属来合成此类化合物。大大降低了合成成本，减少了环境污染。为合成此类化合物提供了新思路。