2結(jié)果與討論

2.1縮合反應(yīng)

化合物4與米氏酸的縮合反應(yīng)得到化合物5，反應(yīng)中的縮合劑EDCI主要用來(lái)活化羧基，可以使反應(yīng)在室溫條件下進(jìn)行。而反應(yīng)中DMAP具有雙重作用，一方面作為有機(jī)堿可以脫除米氏酸羰基α位的質(zhì)子，增強(qiáng)其親核活性，另一方面，作為體系中的縛酸劑，中和EDCI結(jié)構(gòu)中的鹽酸鹽。

2.2羰基還原反應(yīng)

硼氫化鈉作為一種還原活性中的還原劑，常用于將醛酮還原為醇。在本研究中，化合物5經(jīng)硼氫化鈉還原，結(jié)構(gòu)中的酮羰基被還原為亞甲基，反應(yīng)體系中加入少量醋酸，可以明顯的增強(qiáng)硼氫化鈉的還原活性。

2.3酯交換反應(yīng)

化合物6在氯化氫甲醇體系條件下，發(fā)生酯交換反應(yīng)生成化合物7，反應(yīng)中氯化氫的含量需要保證過(guò)量，避免酯交換不完全的副產(chǎn)物生成。同時(shí)，需要控制反應(yīng)溫度，溫度過(guò)低會(huì)造成反應(yīng)速率較慢，而溫度升高又會(huì)造成體系中的氯化氫溢出，所以選擇在室溫條件下反應(yīng)。

2.4硝基還原反應(yīng)

化合物7經(jīng)Pd/C加氫還原得到化合物1，反應(yīng)中硝基被還原為氨基。Pd/C加氫還原是硝基還原常用的一種方法，但是Pd/C在空氣中易燃，因而在使用過(guò)程中需要注意使用惰性氣體保護(hù)，反應(yīng)結(jié)束后抽濾需要全程惰性氣體保護(hù)，避免發(fā)生著火事故。另外，在反應(yīng)開始時(shí)，需要用氫氣置換反應(yīng)體系中的氮?dú)?，避免氮?dú)庵脫Q不徹底，而造成反應(yīng)速率較慢及反應(yīng)不徹底的情況。

2.5化學(xué)物4的晶體結(jié)構(gòu)

2.5.1晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定

將化合物4溶解于乙酸乙酯/石油醚（EA/PE）的混合液中，于室溫條件自然揮發(fā)，大約3 d后得到無(wú)色晶體，選取單晶（尺寸為0.19×0.12×0.08 mm3），用APEX II CCD型X-射線單晶衍射儀在173.0 K條件下收集數(shù)據(jù)，采用石墨單色化的Mo Kα射線（λ=0.71073Å），用ω-2θ掃描方式，在2.40°<θ<25.71°范圍內(nèi)-23≤h≤23、-22≤k≤22、-11≤l≤11，收集到衍射點(diǎn)34982個(gè)，獨(dú)立衍射點(diǎn)6176個(gè)（Rint=0.0647），采用SHELXL-97程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，直接解出晶體結(jié)構(gòu)，最終得到R1=0.0517,ωR2=0.1688，殘余電子密度峰最大值170 e/nm3，最小值-220 e/nm3。

2.5.2晶體結(jié)構(gòu)分析

化合物4的晶體結(jié)構(gòu)屬于單斜晶系，P21/c空間群，晶胞參數(shù)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(xiàn)(000)=1376.0。通過(guò)X-射線單晶衍射可以看到化合物4的立體結(jié)構(gòu)，下圖為晶體分子結(jié)構(gòu)圖（其結(jié)構(gòu)里不對(duì)稱單元里含有4個(gè)分子）。

2.6化合物1的核磁結(jié)構(gòu)解析

對(duì)于化合物1的1HNMR分析（圖1），δ8.16處的寬峰，積分為2H，為氨基上的兩個(gè)活潑氫；δ3.67處的單峰，積分為6H，為兩個(gè)甲氧基；δ3.53處的三重峰，耦合常數(shù)J=7.3 Hz，積分為1H，是與羰基相鄰位置的次甲基；δ1.75處的dd峰，其中一個(gè)耦合常數(shù)為J=7.4 Hz，積分為2H，判斷是與次甲基相鄰的亞甲基；δ1.58～1.49處的多重峰，積分為2H，是與兩個(gè)亞甲基相連接的亞甲基；δ1.33～1.24處的多重峰，積分為2H，是與季碳原子相連接的亞甲基；δ1.21處的單峰，積分為6H，為兩個(gè)甲基。對(duì)于化合物1的13CNMR分析（圖2），δ169.82為兩個(gè)羰基碳的重合峰；δ53.64為結(jié)構(gòu)中與氨基相連接的碳原子峰，因受到氮原子電負(fù)性的影響而偏向低場(chǎng)；δ52.82為兩個(gè)甲氧基碳的重合峰；δ51.08為兩個(gè)羰基α碳的信號(hào)峰；δ29.07為羰基β位亞甲基碳的信號(hào)峰；δ25.30為兩個(gè)甲基碳的重合峰；δ21.18為羰基γ位亞甲基碳的信號(hào)峰。通過(guò)核磁共振氫譜、碳譜以及質(zhì)譜分析可以證明化合物1結(jié)構(gòu)的正確性。

3結(jié)論

以丙烯酸甲酯和2-硝基丙烷為原料，經(jīng)過(guò)Michael加成反應(yīng)、酯水解反應(yīng)、縮合反應(yīng)、羰基還原反應(yīng)、酯交換反應(yīng)以及硝基還原，6步反應(yīng)得到7,7-二甲基吖庚環(huán)-2-酮的合成中間體2-(4-氨基-4-甲基戊基)丙二酸二甲酯，反應(yīng)總產(chǎn)率40%。產(chǎn)物及中間體結(jié)構(gòu)經(jīng)1HNMR、13CNMR和ESI-MS表征，中間產(chǎn)物4的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步通過(guò)X-單晶衍射確定。并對(duì)目標(biāo)化合物結(jié)構(gòu)核磁進(jìn)行了解析，對(duì)每一步的反應(yīng)條件進(jìn)行了討論。該合成方法具有反應(yīng)路線簡(jiǎn)潔、反應(yīng)時(shí)間短、產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)，為吖庚環(huán)-2-酮類化合物的合成提供了一種新穎的中間體以及有效的合成思路。

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