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许多含吡喃环的有机物都具有重要的生理和药理活性,如降血糖、抗过敏、抗发育不良、抗菌、抗癌,并用于治疗过敏性气管炎等。氧杂蒽类衍生物含有吡喃环结构,是许多天然产物的基本结构单元,同时也是合成许多复杂有机化合物的重要中间体。
氧杂蒽类衍生物的合成是当前研究的一个热点,传统的合成方法是通过醛与含活泼亚甲基的羰基化合物在酸或碱催化下反应得到。近年来,很多文献也报道了通过芳香醛和1,3-环己二酮类化合物生成氧杂蒽二酮及其衍生物的方法。尽管这些方法较传统方法已有很大改变,但还存在很多弊端,比如反应时间长,反应温度高,催化剂制备复杂,后处理复杂等,因此仍有必要继续寻求简便、有效的合成该类化合物的新方法。
钯催化反应是一类应用于碳-碳键和碳-杂原子键形成的重要反应。该类型反应具有催化剂用量少、反应条件温和、产率及选择性高、操作简便、对环境友好等特点,被广泛应用于有机合成中。且二价钯有很强的亲电性,在空气中能稳定存在且溶于大多数有机溶剂,成为现代有机合成必不可少的合成方法。在研究中我们发现PdCl2是很有效的催化剂,通过Knoevenagel缩合、Michael加成和环缩合反应,能得到多种类型的化合物。
我们以氯化钯作为催化剂,对氧杂蒽类衍生物的合成进行了全面系统的研究:
一、探讨以芳香醛类化合物与1,3-环己二酮(5,5-二甲基-1,3-环己二酮)为原料,在PdCl2催化下,控制温度在80℃回流反应合成氧杂蒽二酮类化合物(3)的反应。
二、探讨以芳香醛类化合物与1,3-环己二酮为原料,在PdCl2、硫脲的催化下,控制温度在80℃回流反应合成1H氧杂蒽类化合物(5)的反应。
三、探讨以芳香醛类化合物与5,5-二甲基-1,3-环己二酮为原料,在PdCl2、硫脲的催化下,控制温度在20℃回流反应合成四酮类化合物(4)的反应。
实验过程中水杨醛类化合物呈现出不同的特性。
四、探讨以水杨醛类化合物与1,3-环己二酮(5,5-二甲基-1,3-环己二酮)为原料,在PdCl2的催化下,控制温度在80℃回流反应合成一氧代四氢化氧杂蒽类化合物(6)的反应。
五、探讨以水杨醛类化合物与1,3-环己二酮为原料,在PdCl2、硫脲的催化下,控制温度在120℃回流反应合成含氧氧杂蒽类化合物(7)的反应。
另外我们以水杨醛与5,5-二甲基-1,3-环己二酮为原料,在PdCl2、硫脲的催化下,控制温度在120℃回流反应合成一种特殊产物(8)。
我们共合成了57个化合物,其中有25个新化合物。同时根据上述实验结果,提出了可能的反应机理。