氨基修饰β-环糊精衍生物水相仿生催化不对称Michael加成反应

在不对称 Michael加成反应中,有机小分子如伯胺、吡咯烷类衍生物、(硫)脲类、手性方酰胺、联萘类、奎宁类、手性膦、离子液体和肽类等是目前使用的主要催化剂,如果能避免或少量使用有机溶剂,则更符合“绿色化学”的环境友好发展方向.β-环糊精的内腔疏水,而外部亲水,可以类似酶分子结合有机反应物,在水相体系进行催化反应.当β-环糊精分子上连接催化部位或结合部位时,能产生更优异的包结底物和诱导对映选择性的能力.目前基于β-环糊精衍生物构筑人工类酶催化剂用于不对称 Michael加成反应的报道较少.本文通过亲核取代反应将氨基类有机小分子与单(6-O-p-甲苯磺酰基)-β-环糊精结合,得到9个氨基修饰β-环糊精衍生物CD-1–CD-9(收率在24.2%–64.9%,分子结构通过1H NMR,13C NMR和 ESI-MS表征确认),并用于室温水相体系不对称Michael加成的仿生催化反应,以期获得较好的催化反应活性和对映选择性.通过设计不同β-环糊精衍生物的修饰基团结构、改变反应介质pH值和反应底物结构,分析了Michael加成反应体系产物产率和对映选择性的变化,采用2D-1H ROESY NMR、紫外吸收光谱、红外光谱和和量子化学计算,分析了β-环糊精衍生物和反应底物分子的包结状态,探究了反应过程机理.结果显示,在该水相体系中进行的不对称Michael加成反应产物产率和对映体过量值(ee值)受修饰基团结构、反应介质pH值和底物结构影响较大.当反应介质pH值低于6.0时,由于氨基分子被质子化而失去催化活性;当 pH值为7.5时,获得中等水平的对映选择性,通过量子化学在 ONIOM (B3LYP/6-31G(d)：PM3)水平上的优化计算发现,底物分子与β-环糊精衍生物的包结可以出现两种形式：当底物分子的活性部位接近β-环糊精衍生物小口端的修饰基团时,产生分子内催化,诱导反应产生较好的对映选择性;当底物分子的活性部位远离β-环糊精衍生物小口端的修饰基团时,产生分子间催化,几乎没有对映选择性,而这两种情况同时存在.当底物分子以较大的空间位阻与β-环糊精疏水性空腔结合时,产生较好的对映选择性,邻位取代的2-硝基-β-硝基苯乙烯比对位取代的4-硝基-β-硝基苯乙烯 ee值更高,通过量子化学优化计算证实空间位阻效应.应用2-金刚烷酮与β-环糊精衍生物空腔形成竞争性的包结反应实验,产物产率和ee值都下降,说明β-环糊精衍生物的疏水性空腔是产生不对称诱导和催化活性不可或缺的部分,底物分子与β-环糊精衍生物的包结过程通过2D-1H ROESY NMR和紫外吸收图谱获得确认.其中L-2-氨甲基吡咯烷修饰β-环糊精 CD-1表现出较好的反应对映选择性,在溶剂(pH =7.5,0.5 mol/L CH3COONa-HCl)2 mL,环己酮2 mmol,2-硝基-β-硝基苯乙烯0.2 mmol,CD-1用量0.04 mmol,25°C反应96.0 h的条件下,环己酮与2-硝基-β-硝基苯乙烯 Michael加成产物的 ee值达71%,产率为47%.该反应过程在β-环糊精衍生物的疏水性空腔内进行,修饰基团L-2-氨甲基吡咯烷与环己酮形成烯胺的催化反应.     

3-亚甲基异苯并呋喃-1(3H)-酮及其衍生物的合成研究

以2-乙烯基苯甲酸甲酯及其衍生物为原料,经过酯水解反应,随后发生环氧化、环合反应制备了3-羟甲基异苯并呋喃-1(3H)-酮及其衍生物;再和三溴化磷或者对甲苯磺酰氯发生亲核取代,最后通过消除反应合成了3-亚甲基异苯并呋喃-1(3H)-酮及其衍生物.在亲核取代和消除反应中,对甲苯磺酰氯法比三溴化磷法产率高.目标产物及其中间体有10个是新化合物.化合物结构用1H NMR,13C NMR,MS和IR表征.目标产物在空气中长期放置没有发生二聚.     

C-3-吡唑啉基取代的叶绿素类二氢卟吩衍生物的合成

以脱镁叶绿酸-a甲酯为起始原料,通过对E-环、3-位碳碳双键和20-位meso-氢的结构修饰,在二氢卟吩色基上构建和引进不同的官能团,并进一步利用其3-位乙烯基与重氮甲烷的1,3-偶极环加成反应,完成一系列C-3-吡唑啉基取代的叶绿素类二氢卟吩衍生物的合成.同时,讨论了叶绿素衍生物的1,3-偶极环加成反应的的区域选择性与立体选择性.所得新的叶绿素类二氢卟吩衍生物的化学结构均经UV,IR,1H NMR及元素分析得以证实.     

氨基修饰β-环糊精衍生物水相仿生催化不对称Michael加成反应（英文）

在不对称Michael加成反应中,有机小分子如伯胺、吡咯烷类衍生物、(硫)脲类、手性方酰胺、联萘类、奎宁类、手性膦、离子液体和肽类等是目前使用的主要催化剂,如果能避免或少量使用有机溶剂,则更符合"绿色化学"的环境友好发展方向.β-环糊精的内腔疏水,而外部亲水,可以类似酶分子结合有机反应物,在水相体系进行催化反应.当β-环糊精分子上连接催化部位或结合部位时,能产生更优异的包结底物和诱导对映选择性的能力.目前基于β-环糊精衍生物构筑人工类酶催化剂用于不对称Michael加成反应的报道较少.本文通过亲核取代反应将氨基类有机小分子与单(6-O-p-甲苯磺酰基)-β-环糊精结合,得到9个氨基修饰β-环糊精衍生物CD-1–CD-9(收率在24.2%–64.9%,分子结构通过~1H NMR,~(13)CNMR和ESI-MS表征确认),并用于室温水相体系不对称Michael加成的仿生催化反应,以期获得较好的催化反应活性和对映选择性.通过设计不同β-环糊精衍生物的修饰基团结构、改变反应介质pH值和反应底物结构,分析了Michael加成反应体系产物产率和对映选择性的变化,采用2D-~1HROESY NMR、紫外吸收光谱、红外光谱和和量子化学计算,分析了β-环糊精衍生物和反应底物分子的包结状态,探究了反应过程机理.结果显示,在该水相体系中进行的不对称Michael加成反应产物产率和对映体过量值(ee值)受修饰基团结构、反应介质pH值和底物结构影响较大.当反应介质pH值低于6.0时,由于氨基分子被质子化而失去催化活性;当pH值为7.5时,获得中等水平的对映选择性,通过量子化学在ONIOM(B3LYP/6-31G(d):PM3)水平上的优化计算发现,底物分子与β-环糊精衍生物的包结可以出现两种形式:当底物分子的活性部位接近β-环糊精衍生物小口端的修饰基团时,产生分子内催化,诱导反应产生较好的对映选择性;当底物分子的活性部位远离β-环糊精衍生物小口端的修饰基团时,产生分子间催化,几乎没有对映选择性,而这两种情况同时存在.当底物分子以较大的空间位阻与β-环糊精疏水性空腔结合时,产生较好的对映选择性,邻位取代的2-硝基-β-硝基苯乙烯比对位取代的4-硝基-β-硝基苯乙烯ee值更高,通过量子化学优化计算证实空间位阻效应.应用2-金刚烷酮与β-环糊精衍生物空腔形成竞争性的包结反应实验,产物产率和ee值都下降,说明β-环糊精衍生物的疏水性空腔是产生不对称诱导和催化活性不可或缺的部分,底物分子与β-环糊精衍生物的包结过程通过2D-~1HROESYNMR和紫外吸收图谱获得确认.其中L-2-氨甲基吡咯烷修饰β-环糊精CD-1表现出较好的反应对映选择性,在溶剂(pH=7.5,0.5mol/LCH_3COONa-HCl)2mL,环己酮2mmol,2-硝基-β-硝基苯乙烯0.2mmol,CD-1用量0.04mmol,25°C反应96.0h的条件下,环己酮与2-硝基-β-硝基苯乙烯Michael加成产物的ee值达71%,产率为47%.该反应过程在β-环糊精衍生物的疏水性空腔内进行,修饰基团L-2-氨甲基吡咯烷与环己酮形成烯胺的催化反应.     

两亲性壳聚糖衍生物的合成及其自聚集现象

以壳聚糖为主链, 聚乙二醇单甲醚为亲水性链段, 癸二酸为疏水链段, 合成了一系列两亲性壳聚糖衍生物. 通过FTIR, 1H NMR和X射线粉末衍射等手段对壳聚糖衍生物进行了结构表征, 由元素分析方法计算出衍生物的取代度. 采用直接溶解法制备了壳聚糖衍生物的空白胶束, 通过透射电子显微镜(TEM)观察了胶束的形态. 由动态光散射(DLS)测定了胶束的粒径及分布, 并以芘为分子探针, 通过荧光光谱法测定了壳聚糖衍生物的临界聚集浓度(CAC). 研究结果表明, 壳聚糖主链上疏水链段的取代度越大, 其衍生物的临界聚集浓度越低, 相同浓度下的胶束的粒径也越小.     

超分子体系中的分子识别研究--XXIV.化学修饰环糊精在水溶液中的构型及其配位能力

采用圆二色谱和荧光寿命等方法研究了单 [6_(对甲基苯硒基 )_6_脱氧 ]_β_环糊精 ( 1 )、单 [6_苯胺基_6_脱氧 ]_β_环糊精 ( 2 )和单 [6_(L_色氨酸 )_6_脱氧 ]_β_环糊精 ( 3)3种环糊精衍生物在 2 98.1 5K时磷酸缓冲溶液 (pH =7.2 ,0 .1mol·L-1)中的构型 .研究结果表明 ,化合物 ( 1 )和 ( 3)在水溶液中存在不同程度的自包结 ,而化合物 ( 2 )的取代基则游离于环糊精空洞之外 .采用圆二色谱滴定法测定了 3种环糊精衍生物对几种环醇的配位稳定常数 ,发现在磷酸缓冲溶液中 ,化学修饰β_环糊精疏水取代基在空间的位置影响了主体对客体的配位能力 .     

中国南海软珊瑚Nephthea Sinulata中的一个新甾醇

海洋软珊瑚中多羟基甾醇已有不少报道.本文报道从我国西沙群岛采集的软珊瑚Nephthea sinulata的乙醇抽提物中分离到的一个新甾醇1的结构鉴定. 1由质谱和元素分析确定其分子式为C_(30)H_(48)O_4,400MHz ~1H NMR示有末端双键(4.63、4.69ppm各一个质子,宽单峰),1个三取代的双键(5.55ppm,1H,d,J=2Hz).δ0.73ppm处单峰(3个质子)归于C-18角甲基,甾醇中常见的C-19角甲基信号δ1.00～1.10(3H,s)消失,代替出现的是一个2组二重峰(3.63、3.66ppm,2H,ABq,J=12Hz).这归属于C-     

3’-氟-2’-O,3’-C-乙烯基键联并环尿苷的合成与表征简

设计合成了氟化并环核苷衍生物3’-氟-2’-O,3’-C-乙烯基键联的并环尿苷(1),并通过1H NMR,13C NMR和HRMS分析表征了其结构. 同时,对具有乙炔基及氟原子取代的重要中间体7的结构进行了分析确证,并提出其可能的形成机理.     

β-环糊精衍生物诱导H_2O_2水相不对称环氧化trans-查尔酮

以单(6-O-对甲苯磺酰基)-β-环糊精为原料,经亲核取代反应合成了氨基醇修饰的β-环糊精衍生物CD-1~CD-6,收率在34%~58%,结构通过1H NMR,13C NMR和ESI-MS表征确认.将β-环糊精衍生物CD-1~CD-6应用于诱导水相H_2O_2不对称环氧化trans-查尔酮,研究结果表明,β-环糊精衍生物的量和修饰基团结构对该反应体系的对映选择性有较大影响.其中,β-环糊精衍生物CD-1在诱导H_2O_2与Na HCO_3组合水相不对称环氧化trans-查尔酮中效果最佳,ee值达到25.7%.通过2D-1H ROESY NMR表征发现,trans-查尔酮和CD-1之间可以形成包结络合物,同时CD-1~CD-6均存在着修饰基团的自包结行为,影响产物ee值的提高,这两种包结形式均通过量子化学计算得到了映证.     

基于星型杂臂环糊精聚合物的纳米胶束: 构筑及包合特性

通过胺化反应和原子转移自由基聚合(ATRP),合成了以β-环糊精为“核”,以1条聚乙二醇和2~4条聚N-异丙基丙烯酰胺为“臂”的双亲水性星型杂臂聚合物(MPEG-CD-PNIPAMx)。通过1H NMR,13C NMR和凝胶渗透色谱/多角度激光光散射联用(SEC/MALLS)对其结构进行了表征。对1H NMR峰面积积分计算得聚N-异丙基丙烯酰胺“臂”数为2~4。通过紫外-可见分光光度计测得该星型大分子的较低溶液临界温度(LCST)为37℃。MPEG-CD-PNIPAMx在其水溶液温度达到LCST以上时呈现两亲性,并通过疏水相互作用自组装成以聚N-异丙基丙烯酰胺为“核”,以β-环糊精及聚乙二醇为“壳”的纳米级胶束粒子。通过MPEG-CD-PNIPAMx及其胶束粒子在芘溶液中的荧光光谱,发现胶束粒子对疏水性客体小分子的包合可发生在处于壳层的β-环糊精的疏水性空腔和胶束粒子的疏水性内核。     

β-环糊精与莨菪类药物包结反应的热力学研究

研究了β-环糊精与四种莨菪类药物的包结反应.微量量热法研究表明,反应中均生成1:1包结配合物,并测出各反应的热力学参数K,△G°,△H°与△S°.~1H NMR谱表明,药物分子被包结在β-环糊精分子疏水性空穴内.初步讨论了反应作用力的性质、客体分子的手征性及其分子空间环境对包结反应的影响.     

焦脱镁叶绿酸-a甲酯的溴化反应

以焦脱镁叶绿酸-a甲酯为起始原料,通过与各种溴化剂的加成和取代反应,在3-位和meso-位上引进溴原子,分别得到单取代、三取代和四取代的溴化卟吩;其3-位乙烯基与溴化氢的加成则分别生成正常溴代产物和水解产物及其酯化产物.用四氧化锇和高碘酸钠将焦脱镁叶绿酸甲酯的3-位乙烯基氧化成醛,进而与四溴化碳和三苯基磷反应,生成3-位偕二溴取代焦脱镁叶绿酸衍生物.所合成的叶绿酸溴代衍生物均经UV, IR, 1H NMR及元素分析证明其结构.     

姜黄素-N-取代吡唑类衍生物合成及抑菌活性

为了寻求杀菌剂的新的先导化合物,用姜黄素与取代酰肼反应得到13个新的姜黄素-N-取代吡唑类衍生物,其结构经IR,1H NMR,13C NMR,MS和元素分析所表征,初步抑菌实验结果表明,在1×10-4mol/L浓度下,所有衍生物与姜黄素对比,对枯草杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、青霉、黑霉有较好的抑菌效果.其中,3,5-二(4-羟基-3-甲氧基苯基乙烯基)-N-脒基吡唑(3c),3,5-二(4-羟基-3-甲氧基苯基乙烯基)-N-(苯并噻唑-2-硫基乙酰基)吡唑(3k),3,5-二(4-羟基-3-甲氧基苯基乙烯基)-N-(香豆素-3-甲酰基)吡唑(3m)有优异的抑菌效果(抑菌圈16.34～23.81 mm).这些结果表明含有噻唑环、脒基、香豆素环取代基可能有助于提高姜黄素-N-取代吡唑类衍生物的活性.     

杯[4]芳烃单取代1,3-二酮衍生物的合成及生物活性研究

以杯[4]芳烃为原料经醚化和克莱森缩合两步反应首次合成杯[4]芳烃单取代1,3-二酮衍生物,其结构经1H NMR、13C NMR及MS表征。初步的HIV-1整合酶链转移反应活性测试结果表明,该杯[4]芳烃单取代1,3-二酮衍生物在测试浓度为25μM时其抑制率为12.67%。     

灯盏乙素苷元4’-N-取代氨甲基苯甲酸酯的合成及体外抗氧化活性研究

为合成具有较强神经细胞氧化损伤保护作用的灯盏乙素苷元衍生物.以灯盏乙素苷元与N-取代氨甲基苯甲酸为原料,在偶联剂N,N＇-二环己基碳酰亚胺(DCC)/4-N,N-二甲基吡啶(DMAP)的作用下制备了6种灯盏乙素苷元4′-N-取代氨甲基苯甲酸酯衍生物6a～6f,所合成的化合物均经过1H NMR,ESI-MS以及HRMS分...     

红紫素-18的卤化反应及其二氢卟吩类衍生物的合成

从红紫素-18甲酯开始,通过对其3-位乙烯基和20-meso-位的亲电加成和亲电取代反应,区域选择性地给出相应的氯代或者溴代产物.红紫素-18甲酯与重氮甲烷的1,3偶极环加成反应生成C(3)-吡唑啉基取代的红紫素-18,继续与N-溴代丁二酰亚胺(NBS)和N-氯代丁二酰亚胺(NCS)进行亲电取代反应,生成相应的卤代吡唑啉基取代二氢卟吩.3-吡唑啉基红紫素-18热裂解后的卤代反应则给出3-环丙基-20-卤代二氢卟吩.选择脱镁叶绿酸-a甲酯为另一起始反应物,通过C(3)-乙烯基和E-环结构的一系列化学转换和20-meso-位的溴代反应,区域选择性地得到20-溴代红紫素-18衍生物.新报道的标题化合物均经UV,IR,1H NMR及元素分析证明其结构.     

含氟贫电子环丙烷衍生物的简便合成

从含氟取代基的芳醛从发,制备-系列贫电子烯烃(3);3与鉮盐反应,高立体选择性地合成了含氟贫电子环丙烷衍生物,其结构经1H NMR,13C NMR,IR,MS和元素分析表征,立体构型由二维NOE实验确定.     

一种新型含喹啉环杯[4]芳烃衍生物的合成

以对叔丁基苯酚为起始原料,把酯基和具有荧光性质的喹啉环引入杯芳烃大环分子中,通过缩合,两步取代反应,获得了具有荧光性质的新型含喹啉环杯[4]芳烃衍生物。其结构经1H NMR,IR,MS和元素分析表征。     

水相体系中β-环糊精-丁磺酸催化合成氧杂蒽二酮衍生物

多组分反应是指三个或三个以上反应物在同一反应容器里形成一个新的、包括所有反应物主要部分的产物.多组分反应因具有操作简单、效率高和原子经济性好等优点而引起化学家和药物化学工作者的极大兴趣,成为有机合成发展趋势之一.9-芳基-2,3,4,5,6,7-六氢-2H-氧杂蒽-1,8-二酮衍生物是由芳香醛和1,3-环己二酮化合物的多组分缩合反应制备.通常在Lewis酸或Br?nsted酸催化下进行反应,常用的催化剂有对十二烷基苯磺酸、Amberlyst-1、I2、MCM-41-SO3H、HClO4-SiO2、离子液体(如[Et3NH][HSO4])、纳米TiO2和纤维素-磺酸等,微波和超声波等技术也用于该反应.这些方法虽取得一定进展,但仍然存在反应时间较长和产率较低等缺点.因此,开发与研究氧杂蒽二酮衍生物的绿色合成方法显得非常必要.
　　β-环糊精是由7个葡萄糖经1,4-苷键连接而成的环状化合物,7个伯醇羟基位于空洞小的一端,14个仲醇排列在空洞大的一端,形成空洞外部和入口处富有亲水性而空洞内部呈疏水性的特性.由于这一独特性能,β-环糊精及其衍生物被作为相转移催化剂应用于有机合成反应,如氧化反应、还原反应、环加成反应及偶联反应.对β-环糊精进行功能化修饰是拓展β-环糊精在有机合成反应中应用的有效方法之一.
　　本文采用丁磺酸基功能化修饰β-环糊精,得到β-环糊精-丁磺酸(β-CD-BSA),探讨了其作为酸性催化剂在芳香醛和1,3-环己二酮(或二甲酮)制备氧杂蒽二酮衍生物反应中的应用.首先,β-环糊精与丁磺酸内酯反应,生产磺丁基醚-β-环糊精,再经过酸性离子交换树脂,得到β-CD-BSA,采用红外光谱(FT-IR)和1H NMR表征催化剂.结果表明,磺酸丁基成功嫁接到β-环糊精上,经1H NMR图谱分析,β-CD-BSA的磺酸丁基平均取代度为7.以苯甲醛和二甲酮反应为模型反应,探讨了反应溶剂和催化剂用量等因素对反应性能的影响,得到最优反应工艺条件为：以H2O为溶剂,反应温度100 oC,催化剂用量1 mol%.探讨了反应底物适用性,采用不同取代基的芳香醛与1,3-环己二酮(或二甲酮)反应,制备了一系列氧杂蒽二酮衍生物.结果表明,无论芳香醛苯环上连接吸电子基团还是供电子基团,都能顺利发生反应并得到相应目标化合物,反应时间为15–60 min,产率为88%–97%.同时,与芳香醛上连有供电子基团相比,当芳香醛上连有吸电子基团时,其反应速度更快,反应时间更短,产率相对较高.与文献报道方法相比,本文构建的催化反应体系具有更高的催化活性和较高的反应产率.基于上述反应现象,结合相关文献,探讨了该反应可能的反应机理.本文还以对硝基苯甲醛和二甲酮反应为模型反应,探讨了β-CD-BSA循环回收使用性能.当反应结束后,加入少量水,过滤得到固体产物,滤液经干燥回收催化剂,不经进一步处理即可用于下一次反应,当催化剂循环使用5次时,反应产率由95%降至90%.可见,该催化剂回收方法简单,催化剂具有良好的稳定性.
　　综上所述,本文构建了β-CD-BSA/H2O催化反应体系,制备了一系列氧杂蒽二酮衍生物,该催化反应体系具有良好的催化性能和通用性,该方法操作简单,反应时间短,产率高,是一个制备氧杂蒽二酮衍生物的绿色合成方法.     

N-糖基-2-取代-氨基硫脲及N-糖基-N''''-取代-联二硫脲类化合物的合成

芳香酸经酯化、肼解,合环后再引入肼基,得2-肼基-5-芳基-1,3,4-噁二唑(2),芳基硫脲经环化、肼解得2-肼基-4/6-取代-苯并噻唑(3).糖基异硫氰酸酯(1)分别与2,3及N-取代氨基硫脲(4)发生亲核加成反应,制得系列新的N-糖基-2-取代-氨基硫脲衍生物5,6及N-糖基-N'-取代-联二硫脲类化合物7.所有化合物的结构均经IR,1H NMR,MS谱和元素分析证实.IR谱中900cm-1附近的吸收及1H NMR谱中偶合常数JCl-H=9～10 Hz,证明产物为β-构型.