微波辐射条件下氨基一芳氧亚甲基反...
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西北师范大学
硕士学位论文
微波辐射条件下2-氨基-5-芳氧亚甲基-1,3,4-噻二唑及其衍
生物的合成研究
姓名:***
申请学位级别:硕士
专业:有机化学
指导教师:***
20060501
中文摘要
近二十年来,微波作为一种有效的热源正广泛应用于化学的各个领域,尤其在有
机化学领域。
通常在传统加热条件下需要较长回流时间才能完成的反应,在微波促进
下能够方便,快速的完成。
与传统法相比,微波辐射下的有机反应通常具有反应时间
短、产率高、产品纯度高、操作简便等优点,因此,微波辐射技术应用于活化有机反
应前景广阔。
大多数有机反应需要在有机溶剂中进行,在溶剂中反应物分子能均匀分散、稳定
交换能量。
但是,大多数的有机溶剂易挥发、易燃、有毒、污染环境且难以回收,这
就增加了生产的危险性和毒害性,同时也增大了生产成本。
随着人们对人类生存环境
的日益重视,越来越多的科学家将有机合成的研究重点放在对环境无污染的绿色合
成上,其中水相有机化学反应是近年来新兴的研究领域,越来越受到人们的重视。
与
传统有机反应相比较,水相有机反应具有许多优点:例如,水廉价易得,具有方便、
环境友好以及提高反应的立体选择性等。
另外,对无溶剂有机反应进行研究也具有重
要的实践意义和广泛的应用前景。
无溶剂反应,由于反应中没有溶剂分子参与,反应
体系不同于溶液中,反应物的局部高浓度,增加了反应速率,大多反应在固态下进行,
反应分子有序排列,提高了反应的选择性和收率,同时,由于操作简单,可利用简单
机械研磨、微波辐射和超声波辐射等手段加速反应,因此是一种较理想的合成方法。
2.氨基.1,3,舡噻二唑及其衍生物具有广泛的生物活性,如抗菌,抗癌,抗结核病,
抑制神经紧张和除草等j在医学、农学和生物学等方面具有良好的应用前景。
我们以2一氨基一5一芳氧亚甲基.1,3,4一噻二唑为原料,在微波辐射条件下,制得了含
噻二唑环的三类杂环衍生物。
希望能够从简单的原料出发,在温和的条件下经过简单
的步骤,制得高生物活性化合物,进一步拓展无溶剂、水介质等与微波联用技术在有
机合成中的应用范围。
本论文共分七章:
第一章:综述了近年来,微波辐射下无溶剂杂环有机合成和微波水介质中的有机
化学反应,并对近年来文献报道的咪唑并噻二唑类新化合物及其药理学活性也进行了
简单介绍。
第二章:在微波辐射条件下,以2.氨基.5一芳氧亚甲基一1,3,4,噻二唑和∞一溴苯乙酮为原料不加任何催化剂或脱水剂,以无水乙醇作溶剂经一步反应合成2一芳氧亚甲基一6一
芳基咪唑并f2,1-b】.1,3,4一噻二哗类化合物。
分别考察了原料配比、溶剂、微波辐射功率
ABSTRACT
Duringthelastt、Ⅳodecadesyears,microwavei仃adiationasanefficienttheHIlalenergy
sourcchasbe∞meastaIldardtcchlliqueinv盯ious6eldsofch锄istry,espcciallyinthe
applicationino曙aJlicchemistry.SyIlttlesis0fchemicalcompound
swhichno姗allyrequire
loⅡgrenuxtimecanbeachievedconvenicntlyandVefyrapidlyinami
crowaveoVen…
Cbmparedtotheclassicalheatingmemods,IIlicrowaveimdiationhas
theadVantagesof
shortreactiontime,highyields,pureproductsaIldeasyworkup.The
useOfmicmwaVe
ene唱ytoactivateo曙anicreactionshasbeental【inganewd
imensionVeryrecently.
ThetypicalorgaIlicsyIlthesishaSlongbecncarriedoutiⅡo昭aIlicsolventsbccause
readionsiIlsolVentsproceedhomogeneouslyaIIdexchangeene喀ysmo
othly.Howevef,
mostofo唱arIicsOlventsarevolatile,n砌able,toxicanduⅢecovcrab
le.1norderto
preVentenVim衄emalpollution,inmemostrecentyears,dhemistshav
ebegun
investigatingthepOssibilityOfusingwatcrassolventfororganic
reactions.T1leuseofwater
asamediuminorganicrcactionhasreceivedconsiderableattentionduetOitSsevcral
adV卸tages,forexample,itiSthecheapestsolventavailableo
neanh,aVoidingextensive
dryiIlgofreactants,catalystsaIldsolvents,non.h托ardoustothee
nvir0]哪entandisolation
oftheorg姐icpmducts啪beperfbnnedsimplybyphaseseparation.110us
ewater硒
reactioⅡmediaisalsobenefjcialtoreactionratesandselectiVityo
fimportanto培aIIic
transfb珊ati伽s.MoreI)ver,soIvent一丘eereactioⅡsavoidiⅡgtheuseoforganicsolvents,哦
deaⅡ,e丘.ectiVe卸decoⅡomical,inwhichthesafetyislafgelyi
Ilcreased,workupproccdure
is∞nsiderablysimpli丘edandtllecostis掣eatlyreduced.1飞erefore,solvent一£rceo唱aIlic
reactionshaVeattractedmaIlyintercstsinchemicalindustry.Indeed,mostofsolvent
-free
o唱anicreactjonsoccllrinsolidstate,thetightlyandregIll
arlyarraⅡgedst兀lcturcsofsolids
makethereactionspmceedmoree币cientlyaJldselectivelythansolutionones.Funhemore,
duetothesimplicityinpmcessandhaⅡdling,solvent—freereaction
scanbeacceleratcdby
meansofgfinding,microwaveirradiationandultraSonicirradiati
on.
2一Amino-1,3,4-thiadiazoleandtheirderivativeshaveextensiVebiolo百calactiVities,
suchasantibacterial,anticancer,antitubercular,antihypenensi
onandherbicidalactivitjes.
ThereforetheyhaVebeenappliedtomanyfields,forinstance,medici
ne,agronomy,biology
andRnnn
lnthisthesis,wedesignedalldsynthesiZedthreeseriesofmiadiazolederjvatives仃om
2一amino一5一aryloxymethylene一1,3,4一thiadiazoleuⅡdcrmicmwaVei
rradiation.Itisexpected
thatsynthesiso“heaimedproductswhichbavemoree雎cientbiolo舀cal
activitiesunder
mildconditionfromcommerciallyavailablematerialsaIldexpandm
eapplicationof
micmwaVeimdjationinaqueousmediaorsolvent一丘e
eoIganicsyⅡthesis.
T1Iethesisincludessevench
apterS:
ChapteroⅡe:TIlispanc0VeredthenewadVaIlceofeco-friendlys”
thesisof
heterocydiccompoundsundermicmwave胁diationundersolvent—frce
coⅡditionandthc
reactionsinaqueousmediaundefmicrowaveimdiation,wealsorevje
wedthenew
c0ⅢpouⅡdsofimidazo【2,1_b卜1,3,4.uliadjazoleaIldtlIeirph锄acol
o舀calactivitics
feponedinrecentyear
S.
Chaptertwo:Aseriesof2一aryloxymethylcⅡe一6一arylimidazo【2,1_b】一1,3,4一tlliadiazoles
weresynthesizedbycondensationreactioⅡOf
2一amiⅡo-5-aryloxymethyleⅡe一1,3,4一tlliadiazolewithm-bromoacetophenoneineth锄ol
solventundermicmwaVeirradiationwithoutallycatalyst.Wbalsostudiedthedi骶rcnt
affectsofVariesconditions(ratios,solV∞t,imdiationpowerandti
me)onthereaction趾d
affbfded36newcompoundsof2,6・disubstitutedimid嘲【2,1一b】-1,3,
4一thiadiazolcs.
Chapterthree:W色stIIdicdthemethodforthcsynthesisof
2一aryloxymethylene一6-arylimidazo一【2,1-b】一1,3,舡tlliadiazoleinaqueousmediaunder
micfOwaveirradiati
On.
Chapterfour:WestIldiedtIlemethodforthesyIlthesisof
2-aryloxymethylene一6一arylimidazo一【2,l-b】一1,3,4-thiadiazoleundermicrowaveirradiationjn
solvent—freecondi
tioⅡ.
ChapterfiVe:^…ⅣLDisubstitutedureashaveextensivebiolo舀calandphysiological
activjties.ThereforetheyhaVebeenappliedtomanyfieIds,forjnstance,medicjne,
a铲onomy,biologyandsoon.ThenewsyⅡthesismetlIodsandtheifphamacolo百cal
actiV“iesofthesecompoundsarereviewedinm
ischapter.
Chapters.x:UndermicrowaVeiⅡadiationconditionsViaone—potpmcedure,the
reactionof2一Amino一5一aryIoxymethylene一1,3,4一thiadjazoleswith
Ⅳ一substituted
trihaloacetamidesinthepresenceofpowderNa0HinDMSOs01ventaf
forded13new
V
Ⅳ-(5-aryloxymethylene一1,3,4一ttliadiazole一2一y1)—ⅣLarylureasiⅡexcellemyields.wealso
studiedthedifferentaf托ctsofvariesconditions(mtios,solvent,irradiationpowerandtimc)
onthereaction.
Chaptersev蛐:AnefficicntoⅡe—potcondensatiOnmetllodforthepreparationof
5一alkyl一1一(5-aryloxymethylene一1,3,4一thiadiaZole一2・y1)-3-afyl一1,3,5-tda2ilIe-2一onesis
described.ThesynthesiswasbasedonaM锄ichcondensationamongrcadilyaVailable
stan吨materialsM”disubstitutedureas,aqueousfo衄aldehydeand研IDary锄inesin
aqueousmedia吼dcrmicrowaveirradiationaIldafl‟orded16newcompoundsincxccllent
yields.wealsostudiedthea骶ctsofvariesconditions(阳tios,solvent,irradiationpower
andtimel0nthercacti
on.
T1lestnlctIlresofallttIecompoundswcreconfi珊edbyelementalanalyses,IRand1H
NMRand13CN^IR.
KeyworIls:2一amino一1,3,4.thiadiazoleimidazo【2,l-b】-1,3,4一thiadi北01esolVcnt.free
MⅣLdisubstitutedurc硒1,3,5一triazine・2-onesaqueousmediasmicrowaVeiIradiatioⅡ
独创性声明
本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取
得的研究成果。
尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文
中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得西北师范
大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志
对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
签名:王j鱼因1日期:幺圭:丛
关于论文使用授权的说明
本人完全了解西北师范大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学
校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论
文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。
(保密的论文在解密后应遵守此规定)
签名:—蔓j址导师签名:牛日期:j珥
毕业后去向: 工作单位: 通讯地址: 电话: 邮编:
微波辐射条件下2.氨基一5一芳氧亚甲基一1,3,4_I鏖二唑及其衍生物的合成研究
第一部分微波辐射条件下2一芳氧亚甲基.6一芳基眯唑并
【2,1_b]-1,3,4一噻二唑
的合成
1.1前言第一章文献综述
一咪唑并【2,1-b】.1,3,4-噻二唑衍生物的研究
进展
咪唑并【2,1_b]一1,3,4一噻二唑及其衍生物是一类重要生理活性物质,其具有独
特的抗癌01、抗结核…、抗菌。
1、止痛“1等活性。
此外,含此类杂环体系的化合
物也因它们广谱的抗炎51、强心旧、利尿Ⅲ、治风湿Ⅲ、除草嘲等作用而受到广泛
的关注。
因此,对咪唑并【2,1-b】.1,3,舡噻二唑及其衍生物的生物活性药物学家们
进行了广泛深入的研究,本文拟对近年来文献报道的新化合物及其药理学活性
作一扼要的综述。
1.2味唑并【2,1一b】.1,3,4.噻二唑类化合物的
生物活性
1.2.1抗肿瘤活性
咪唑并噻二唑类化合物不仅能直接抑制癌细胞,如肾癌、肺癌、卵巢癌、
乳腺癌和白血病等。
而且还可通过增强肌体免疫功能产生抗癌作用。
Terzioglu【10】等人以2,6.二甲基咪唑并【2,1-b】.1,3,4一噻二唑一5一碳酰肼和邻羟
基苯甲醛为原料,合成目标化合物2,6.二甲基一N.(2.羟基苯基亚甲基)咪唑并
【2,1_b】-1,3,4一噻二唑一5.碳酰肼,其对人体癌细胞,尤其对卵巢癌有良好抑制作用。
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邺≮玲吼9。
一
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睇≮玲吼
西北师范大学硕士学位论文
1.2.2抗菌活性
由于近年广谱抗菌药物广泛应用所形成的药物选择性压力,致使病原菌耐 药率逐渐上升,另外,抗生素的广泛使用以及抗菌素的滥用导致病菌对抗菌素 产生耐药性,因此,寻找和开发新型抗菌素是一个热门课题。
GadadIll】等人以6.芳基咪唑并【2,l-b】一1,3,4一噻二唑一2一磺酰胺为原料,制得了 化合物2和3,生物活性试验表明,它们能通过抑制二氢叶酸还原酶和细菌DNA 旋转酶,对革兰氏阳性和阴性菌均有良好的抑制活性。
例如,其对大肠杆菌(E. colj)和金黄色葡萄球菌(s.allreus)都很敏
感。
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笃弓 邺,i》、菸如c-咐i》、≤如 2a SCN 州啦。
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3c Kolavi【12】等人在2.环己基一6一苯基眯唑并【2,1.b】一1,3,4.噻二唑的5位引入4.吗 啉基、1-哌啶基或1.吡咯烷基制得化合物4,抗菌试验表明,它们不仅对大肠杆
菌(E.colj)有良好的抑制作用,还对真菌黑曲霉阳印Pr百zm5硼弘rJ和渥曼青霉 菌(nH把fffmmMr咖鲫nj)也有很好的抗菌活性。
赫法赫酬]:内酬玲勺酬冷
囝
张艳【13l等人将活性杂环基团1,2,4-三唑引入到咪唑并【2,1_b】.1,3,4一噻二唑环 的5位上来,合成了10种新型的咪唑并【2,1_b】-1,3,4一噻二唑衍生物,生物活性实 验表明,它们对大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(s.aureus)都能表现出良好 的抑制活性。
M‰至I
微波辐射条件F2.氨基一5.芳氧亚甲基.1,3,4一噻二唑及其衍生物的合成研究
囝
一≮∞
R为烷基萃¨芳基墩代基 1.23抗结核活性
肺结核是由结核杆菌引起的慢性传染病,目前肺结核给全球带来了巨大的
负担,据统计仅1997年就有796万人新感染肺结核,1620万人肺结核未愈,全球
死亡率高达23%。
其中艾滋病是肺结核活跃的一个重要因素,艾滋病人极易感
染肺结核,反过来,肺结核能加速艾滋病病毒的复制,导致死亡。
因此,寻找
治疗结核病的药物,防止肺结核在全球进一步传播是全体药物学家和化学家的
一大课题。
Kolavi【14】等人从合成出的大量眯唑并【2,1.b】.1,3,4-噻二唑类化合物中筛选 出对H37Rv型结核杆菌(MycobacteriumtubercuIosis)有良好抑制作用的化合物6a 和6b。
6a6b 将磺胺基、三氟甲基和其他活性基团引入咪唑并【2,1.b】一1,3,4.噻二唑杂环体 系中合成并筛选出一系列高抗痨活性的化合物7a一7e,其对H3,Rv型结核杆菌
(My∞bacteriumtuberculosis)有良好的抑
制作用【15J。
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1.2.4对酶的抑制活性
Andreani【“】等人通过研究发现2一烷基.6.噻吩基(苯基)咪唑并噻唑类化合物
可以作为线粒体NADH脱氢酶的抑制剂。
对化合物2.烷基.6涸;吩基咪唑并噻唑8 来说,2.位取代烷基的疏水性对其抑制效果是很关键的,若2位取代烷基疏水性
增强,可以大大提高化合物对线粒体NADH脱氢酶的抑制能力:而对于6一苯基咪
唑衍生物9来说,2.位取代烷基疏水性的增大对酶的抑制效果没有直接的影响。
R≮聊R《:玲囝
8b9 R=C2H5,nC3H7,nC4H9,nC5H11,nC6H'
3
二微波促进环境友好的有机合成 2.1引言
微波作为一种传输介质和加热能源已被广泛应用于各学科领域,如食品加
工、药物合成、橡胶和塑料的固化等…171。
早在1969年,美国科学家vanderlloff【18】
利用家用微波炉加热进行了丙烯酸酯、丙烯酸和a一甲基丙烯酸的乳液聚合,意
外地发现微波加热会使聚合速度比常规加热明显加快。
这是微波用于有机合成
的最早记载,但当时并没有引起人们的重视。
直到1986年,加拿大的Gedye及其
同事【”】研究了在微波炉中进行的酯化反应,并与常规反应进行比较,才使得微 波作为一种新技术在有机合成中被广泛应用,这是微波有机合成化学开始的标
志。
在后来短短十余年时间里已发展成为非常引人注目的新领域一MORE化学
(Microwave—inducedOrgaⅡicIkactionsEnhancementch锄istry),即微波促进有机
化学,也可以叫做微波诱导催化有机反应化学。
与传统加热反应相比,微波辐射下的有机合成具有反应速度快、产率高、
副反应少、产品易纯化等优点,还可以节约能源,实现原子经济性合成和生态
友好绿色合成。
微波有机合成反应装置也由20世纪80年代的密封反应器发展到
20世纪90年代的常压反应器和连续反应器,并具有了控温、自动报警等功能。
4 ◇ 玲妇 №0R
微波辐射条件下2一氨基_5_芳氧亚甲基.1,3,4一噻二唑及其衍生物的合成研究
微波在有机合成中的应用日趋广泛。
2.2微波诱导催化机理
微波在电磁波谱中介于红外和无线电波之间,波长在1mm~1m(频率
300GHz~300MHz)的区域内。
而用于加热技术的微波波长一般固定在12.2cm
(2.45GHz)或33.3cm(900MHz)。
商业生产的微波炉一般采用12.2cIn作为固定波
长。
微波对物质的作用很复杂,目前对于微波加速有机反应的机理没有统一的
说法。
传统的观点认为是对极性有机物的选择性加热,是微波的致热效应,它
是靠介质的偶极子转向极化和界面极化在微波场中的介电损耗而引起的体内加
热。
概括起来讲,物质分子偶极振动同微波振动具有相似的频率,在快速振动
的微波磁场中,分子的偶极振动尽力同磁场振动相匹配,而分子的振动又往往
滞后于磁场,物质分子吸收电磁能以每秒数十亿次的高速振动而产生热能。
因
此,微波对物质的加热是从物质分子出发的,又称为“内加热”。
微波加热是电
场能量深入到物料内部,直接作用于物质分子使之运动而发热,这种内加热与
传统加热法不同,后者是由热传导和热对流来实现,称为外加热。
内加热具有
加热速度快,只需外加热法的1/10.1/100的时间即可完成,具有反应灵敏,无惰
性和滞后效应,受热体系温度均匀,热效率高等特点【201。
物质同微波的耦合能
力,除取决于微波的功率外,主要取决于物质本身的性质。
一种物质在特定频
率和温度下,将电磁能转化为热能的能力可以用该物质的损耗因子占(dissipation
factor)来衡量,符合方程式tan拈e‟,/c‟。
其中tand为介质损耗因子角正切;e”是物
质的介电损耗(dielectficloss),表示物质将电磁能转换为热能的效率;er是物质的介电常数(dieIectricconstant),表示物质被极化的能力,即反应物质阻止微
波
穿透的能力。
一般来说,物质的e值愈大,对微波的耦合作用愈强,极性分子同微波有较强的耦合作用,非极性分子同微波产生弱耦合作用或不产生耦合作用。
当微波遇到极性分子时,会引起分子的剧烈振荡而产生分子热,即将微波能转
化为内能。
另一种观点是认为微波加热还具有特殊效应,即“非热效应”【21l,微波作用
下的有机反应,改变了反应动力学,降低了反应活化能,即微波对化学反应存
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在着选择性加热的影响(物质分子结构与微波频率的匹配关系)。
黄卡玛等人
【22删以l(I与H202反应为例,研究了微波场对化学反应作用的动力学原理,提出
了微波辐射能够改变化学反应的活化能和指前因子,而且这种改变与温度有关。
这一结果有力地证明了“非热效应”。
总的来说,微波促进有机反应机理的解释有许多种,“热效应”和“非热效应”
两种观点都有不少的证据支持,到目前为止,仍没有一个统一的理论。
苏跃增
掣24J提出了探讨微波化学反应机理的思路,认为关键是根据电磁波的特性对化学反应进行研究:研究同一类型化学反应在不同频率微波下的反应结果,找出
微波频率与化合物之间的关系(对分子结构的影响);研究分子结构在微波辐
射下的变化情况,找出微波对分子结构的影响条件;研究微波频率与化学键振
动频率的关系等等,从而揭示出存在于微波反应中的某些非热效应。
探索微波
的致热效应和非致热效应的对立统一关系将是一个很有意义的研究方向,也是
微波化学领域中亟待解决的问题。
2.3微波促进环境友好的有机合成
随着21世纪的到来,社会的可持续发展及其所涉及的生态、环境、资源、经
济等方面的问题愈来愈成为国际社会关注的焦点,被提到发展战略的高度。
更
为严厉的保护环境的法规不断出台,促使化工界把注意力集中到从本源上杜绝
或减少废弃物的产生,即原始污染的预防,而并非产生污染后的治理。
当今的
许多化工产品及其生产过程多以上世纪前50年,甚至是19世纪的技术为基础发
展起来的,它们对人类的衣食住行和医疗保健等方面作出贡献的同时,也对环
境产生了诸多不良影响。
这对科学技术必然提出新的要求,对化学,尤其是合
成化学更是提出了挑战,同时也提供了学科发展的机会。
近年来,绿色化学、
环境温和化学、洁净技术、环境友好工程等已成为使用率很高的词汇,这对化
学提出了新的挑战。
环境一经济性正成为技术创新的主要推动力,近年来发展很
快,并得到愈来愈多的关注。
著名的Nature杂志2003年初的一篇评论【25】讨论了
当前微波化学的优势和研究热点。
微波化学在相关产业中的应用可以降低能源
消耗、减少污染、改良产物特性,因此被誉为“绿色化学”,有着巨大的应用
微波辐射条件下2.氨基.5.芳氧亚甲基.1,3,4.噻二唑及其衍生物的合成研究
前景。
本文就近期微波在固相杂环有机合成和水介质中的反应作一简单综述。
2.3.1微波无溶剂杂环有机合成
有机合成反应大多以有机溶剂为介质,因而造成有机溶剂对环境的污染。
各国化学家研究了许多取代传统有机溶剂的方法,如无溶剂反应,这种方法除
了可取代传统有机溶剂、减少污染外,还因为它们为反应分子提供了新的分子
环境,因而使反应的选择性、转化率得到改善和提高,或使分离提纯等操作过
程较容易进行。
以试剂或原料本身作为溶剂(或在熔融状态下反应)的方法,即无溶剂体
系,对人类健康和环境具有最显著的优点【26】。
由于反应过程完全不用溶剂,彻
底克服了反应过程中溶剂对环境造成的污染,降低了生产成本,产物的分离提
纯过程也变得容易进行。
无溶剂有机反应可归为三种情形:(1)无机氧化物作载体:A1203、si02、
粘土、沸石可作为酸性或碱性载体,蒙脱土可作为酸性载体。
(2)无溶剂固液
相转移催化:固体季铵盐作载体,液体反应试剂浸入载体。
(3)无催化剂或载
体的非均相反应:固体试剂部分溶解于液体试剂,或液体试剂吸附在固体试剂
表面,反应在界面上进行【27,冽。
2.3.1.1环加成反应
2.3.1.1.11'3.偶极环加成反应
1,3.偶极环加成反应是合成五元杂环化合物的常用方法之一,在经典合成条
件下,反应一般在剧毒的有机溶剂中进行,并且反应时间长,反应体系温度高,
常常伴随有目标产物的分解和聚合等一系列副反应。
利用微波辐射和无溶剂相结合的方法来促进1,3一偶极环加成反应可以大大
提高反应产率,加快反应速度,改变某些反应的立体选择性,甚至有些用常规
方法不能得到的化合物也可以用微波方法来制备。
Bou伊in【29】等人首先将微波无溶剂技术运用到以腈亚胺为1,3一偶极试剂的环加成反应之中。
将反应物支载于碱性试剂KF/舢:O,上或是嵌入到相转移催化剂
KF一季铵氯化物上进行反应。
实验结果表明,支载条件下的反应产率最高,而相
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转移催化法的产率略低于支载法,这可能是在高温1400c条件下,季铵氯化物有
部分分解的缘故。
但较经典方法而言,不仅缩短了反应时间,提高了产率,而
且产物也能保持高的立体选择性(Scheme1)。
阳F、小∞嚣囝劣Ph+
Ph @置,。
Schemel
同样将化合物5一芳亚绕旦宁和1,3-偶极试剂支载到干介质舢203或Ⅺ1,A1203 上,微波无溶剂条件下10min内可以完成在常规条件下不能完成的反应例,并 且产率可达90%(sch咖e
2)。
卧w“+。
簪‟志逮: Hoz【31】等人将另外一种1,3一偶极试剂偶氮甲碱亚胺运用于1,3.偶极环加成反
应之中。
在微波无溶剂条件下毗唑酰腙的热异构化反应很容易进行,其可以与
缺电子的亲偶极试剂然后进行环加成反应生成相应的加成产物,而在常规加热
下,相同条件所得产率极低有些甚至不发生反应(scheme3)。
R‟
R—C=C—R…
40_45“n Sch哪e3
硝基乙酸甲酯与丁炔二甲酸二甲酯的环加成反应,同样可以在微波无溶剂
条件下进行,使用对甲苯磺酸作催化剂高产率得到环加成产物㈣(Scheme4)。
毋
A z^”
一矿“
微波辐射条件下2.氨基一5.芳氧皿甲基.】,3,4.噻二唑及其衍生物的合成研究。
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搿批 以2.氟甲基苯乙烯和Ⅳ-甲基.2.苯基硝酮为原料在甲苯中110℃回流反应48h
可以生成具有生物活性的化合物异嗯唑衍生物,但产率较低(65%),若利用
微波无溶剂技术,反应时间可以缩短为3Ⅱli玑而产率可达98%【3习(scheme5)。
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厕订试五丽可而币而硐 i△,to|u朗e48h”00c65%l Scheme5 L0upy【34】等人以丙炔酸乙酯和磷酸酯叠氮化物为原料,在微波无溶剂条件下
反应生成具有立体选择性的N一取代1,2,3.三唑衍生物,不仅避免了传统回流方法 苛刻的反应条件以及产率低等缺点,而且提高了产物的立体选择性(Scheme6)。
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二㈣。
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Scheme6 2.3.1.1.2狄尔斯一阿尔德反应 狄尔斯一阿尔德反应(Diels.越de“eactioll)是有机合成的重要方法之一,其 为六元杂环化合物的合成提供了简单的途径,不仅产率高,而且反应的专一性及
区域选择性极强。
近年来,微波无溶剂反应广泛应用于双烯合成反应之中以促
进反应的速度和提高产物的立体选择性。
Hoz【35】及其同事首先报道了在微波无溶剂条件下吡唑环和亲双烯试剂进行
【4+2】型的环加成反应,保持温度130℃,微波辐射反应5—10min,吡唑基2一氮杂双 烯类化合物分别与硝基苯乙烯和硝基噻唑乙烯反应高产率得到目标化合物
(68_86%)。
而在传统加热条件下,只能分离到少量目标产物。
因此,使用微
波无溶剂技术是合成毗畔并f3,4_b]吡啶类化合物的有效方法之一(Scheme7)。
西北师范大学硕士学位论文
Scheme7 Bazurcauf36l等人以1一H晤啶乙酸乙酯和亲双烯体丙炔酸乙酯为原料,反应温
度在1100c条件下,微波辐射反应8min,可以得到产率为67.98%的加成产物。
也 可以在相同温度下,有机溶剂回流数小时来完成此反应,产率和微波法相似
(scheme8)。
I_肌ga【37】等人研究了微波促进下邻羟基苯乙醇与c60之间的反应。
微波辐射
功率800w,反应时间仅为4min,无溶剂条件下就可以生成27%的加成产物
(scheme9)。
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Scheme8Scheme9 2.3.1.2微波无溶剂环化缩合反应
环化缩合反应是合成杂环有机化合物的重要方法之一,是天然产物多步合
成反应中的关键步骤。
传统的环化缩合反应一般在路易斯酸催化下的强酸性介
质中进行,从而导致反应物和产物的分解,降低反应产率,给后处理带来不便。
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微波辐射条件下2.氨基.5.芳氧亚甲基.1,3,4_噻二唑及其衍生物的合成研究
近年来,微波无溶剂技术在环化缩合反应中得到了广泛应用。
微波无溶剂促进
下的环化缩合反应,缩短了反应时间,简化了反应步骤,减少了反应物和产物
的分解,提高了产率,为新型杂环化合物的合成提供了一种良好的合成技术。
2.3.1.2.1五元杂环化合物的合成
Hameljn【38】等人用哌啶作催化剂,以2,4一戊二酮和取代醛为原料在微波无溶
剂条件下“一锅法”高产率合成了氨基吡咯,反应时间由室温反应下的三个月
缩短为30miⅡ,产率也可以达到6l培9%(Scheme10)。
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… SchemelO RaⅡu【39】等人用二氧化硅和三氧化二铝作载体,微波辐射条件下利用芳胺、
a,B.不饱和化合物和醛酮或硝基取代烷烃之间的三分子缩合反应合成多取代吡
咯衍生物(Scheme11)。
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Bou伊iⅡ【40】等人首先将微波无溶剂技术应用于芳基咪唑衍生物的合成反应
之中。
将取代邻苯二胺和B.酮酸酯吸附在蒙脱土KSF或K10上,微波辐射反应 4min得到产率为75—94%的苯并咪唑类化合物。
而在常规加热下,相同条件没有 发现有目标产物生成(Scheme12)。
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西北师范大学硕士学位论文
Ⅺ麓≥觥
Scheme12 路军【41】等人报道了用多聚磷酸口PA)作催化剂,微波照射邻苯二胺与有机酸
在无溶剂下发生的缩合反应,得到产率为50-88%的2.取代苯并咪唑类化合物;
在相同条件下,用脲或硫脲代替有机酸发生反应,可以得到产率为71—86%的苯
并咪唑2一蹶)酮(schem
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v唧a【42】等人将a一甲苯磺酰基苯乙酮和硫代酰胺支载于蒙脱土K10上,微波
辐射2-5min,得到产率为88.96%的1,3.噻唑衍生物。
同样,他们也利用无溶剂微
波技术成功的合成了咪唑并【2,1-b】噻唑类化合物(Scheme14)。
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以碱性三氧化二铝作为反应的介质,a.溴代苯乙酮与取代硫脲(脲)在微
波辐射条件下反应,能成功的合成2一氨基噻唑(噫唑)衍生物【删(scheme15)。
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微波辐射条件下2_氨基.5一芳氧亚甲基一l,3,4一噻二唑及其衍生物的合成研究 BasicAhJmina MW Scheme15 用碘作为催化剂,酮与硫脲在微波无溶剂条件下发生反应,是合成2.氨基
噻唑的良好方法㈣(Scheme16)。
R凡吣刚且m毒卜一・穹批R1/~R2+H2N儿NH2而_‰少,州:川Scheme16 沸石是苯偶酰,醋酸胺和苯甲醛发生三分子缩合反应生成具有生物活性的
三芳基取代眯唑衍生物的又一良好催化剂…删(scheme17)。
三呈!!曼!堕苎璺!! MW Scheme17 seed【46J等人用LawesSons‟sreagent来环合1,4.二羰基化合物,微波辐射条件
下,能快速有效的合成2,5-二取代1,3一噻唑衍生物(Scheme18)。
&一爱占c12H837c12H25 Lawesson毫reagent S 邺。
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Scheme18
Bou酉in【47]等人将原料邻氨基取代三氟乙酰苯胺支载于蒙脱石K10上,微波 R NH 。
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