基于咪唑并吡啶/苯并呋喃骨架的有机硫双杂环化合物的合成研究

作     者：毕磊 

作者单位：河南工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王宏雁;郭涛

授予年度：2022年

学科分类：1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070303[理学-有机化学] 0703[理学-化学] 10[医学] 

主      题：咪唑并吡啶 苯并呋喃 单质硫 双杂环化合物 

摘      要：咪唑并吡啶杂环骨架和苯并呋喃骨架是天然产物、药物分子以及多种新型功能材料的重要组成部分。前者在抗炎、抗肿瘤、抗菌等药物作用方面具有显著成效,且在光电材料领域也有很好的发展前景;而苯并呋喃衍生物在抗微生物、抗疟疾以及神经保护等方面具有良好的应用。因此,基于药物拼合原理将咪唑杂环和苯并呋喃骨架整合并进行结构修饰具有潜在的医学药用价值。此外,双C-H键硫化反应和含氮杂环化合物的β-C-H直接官能团化反应一直是有机合成中的难点,受到了人们的广泛关注。基于此,本论文的主要研究内容为:以硫粉为绿色硫基来源,通过双C-H键硫化反应高效合成一系列基于咪唑并吡啶/苯并呋喃为骨架的有机含硫双杂环化合物,并通过控制实验为反应提出合适的机理,为后续硫粉在有机及药物合成中的应用提供理论及技术基础。(1)C-H键硫化及芳构化构建新型咪唑并吡啶/异喹啉有机硫双杂环化合物以咪唑并吡啶杂环化合物、硫单质和四氢异喹啉为原料,碘酸钾为氧化剂,在无金属催化剂和其它添加剂的条件下,合成了一系列咪唑并吡啶/异喹啉有机硫双杂环化合物。该方法不使用任何定位基或保护基,实现了含氮杂环化合物的β-C-H硫化反应,此外,吲哚、萘酚、萘胺等芳香或杂芳香化合物均能应用,与硫单质和四氢异喹啉顺利反应得到相应的目标化合物。反应所得到的化合物均为新化合物,通过NMR、HRMS、IR和熔点等多种方式进行表征,并通过X-射线单晶衍射确定了结构。最后,通过一系列控制实验对该反应机制进行了探究。(2)基于C-H键活化和串联环化构建咪唑并吡啶/苯并呋喃双杂环化合物串联反应合成策略作为构建杂环的有力工具,有效的避免了原材料的预功能化,中间分离以及纯化过程,减少了化学废物的产生,有利于提高最终产品产量。我们以咪唑并吡啶杂环化合物、硫单质和2-(炔苯基)苯酚为原料,基于C-H键硫化和串联环化理论,合成了一系列新型的咪唑并吡啶/苯并呋喃的有机硫双杂环衍生物,随后拓展了反应适用范围,以2-(烯胺酮)苯酚为原料顺利地实现了硫化的咪唑并吡啶/色酮双杂环化合物合成。该方法不使用任何金属催化剂和强氧化剂,具有绿色和环境友好的优点,反应所得到的化合物均为新化合物,通过NMR、HRMS、IR和熔点等多种方式进行表征,并通过X-射线单晶衍射确定了结构。最后,通过一系列控制实验对该反应机制进行了探究。