2結果與討論

2.1縮合反應

化合物4與米氏酸的縮合反應得到化合物5，反應中的縮合劑EDCI主要用來活化羧基，可以使反應在室溫條件下進行。而反應中DMAP具有雙重作用，一方面作為有機堿可以脫除米氏酸羰基α位的質子，增強其親核活性，另一方面，作為體系中的縛酸劑，中和EDCI結構中的鹽酸鹽。

2.2羰基還原反應

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，結構中的酮羰基被還原為亞甲基，反應體系中加入少量醋酸，可以明顯的增強硼氫化鈉的還原活性。

2.3酯交換反應

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

2.4硝基還原反應

化合物7經(jīng)Pd/C加氫還原得到化合物1，反應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，因而在使用過程中需要注意使用惰性氣體保護，反應結束后抽濾需要全程惰性氣體保護，避免發(fā)生著火事故。另外，在反應開始時，需要用氫氣置換反應體系中的氮氣，避免氮氣置換不徹底，而造成反應速率較慢及反應不徹底的情況。

2.5化學物4的晶體結構

2.5.1晶體結構測定

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-23≤h≤23、-22≤k≤22、-11≤l≤11，收集到衍射點34982個，獨立衍射點6176個（Rint=0.0647），采用SHELXL-97程序對數(shù)據(jù)進行處理，直接解出晶體結構，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晶體結構分析

化合物4的晶體結構屬于單斜晶系，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X-射線單晶衍射可以看到化合物4的立體結構，下圖為晶體分子結構圖（其結構里不對稱單元里含有4個分子）。

2.6化合物1的核磁結構解析

對于化合物1的1HNMR分析（圖1），δ8.16處的寬峰，積分為2H，為氨基上的兩個活潑氫；δ3.67處的單峰，積分為6H，為兩個甲氧基；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，為兩個甲基。對于化合物1的13CNMR分析（圖2），δ169.82為兩個羰基碳的重合峰；δ53.64為結構中與氨基相連接的碳原子峰，因受到氮原子電負性的影響而偏向低場；δ52.82為兩個甲氧基碳的重合峰；δ51.08為兩個羰基α碳的信號峰；δ29.07為羰基β位亞甲基碳的信號峰；δ25.30為兩個甲基碳的重合峰；δ21.18為羰基γ位亞甲基碳的信號峰。通過核磁共振氫譜、碳譜以及質譜分析可以證明化合物1結構的正確性。

3結論

以丙烯酸甲酯和2-硝基丙烷為原料，經(jīng)過Michael加成反應、酯水解反應、縮合反應、羰基還原反應、酯交換反應以及硝基還原，6步反應得到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，反應總產(chǎn)率40%。產(chǎn)物及中間體結構經(jīng)1HNMR、13CNMR和ESI-MS表征，中間產(chǎn)物4的結構進一步通過X-單晶衍射確定。并對目標化合物結構核磁進行了解析，對每一步的反應條件進行了討論。該合成方法具有反應路線簡潔、反應時間短、產(chǎn)率高等優(yōu)點，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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