基于1,3-偶极环加成反应合成双螺环化合物及工艺优化
摘要：螺环化合物是由两个单环共用一个碳原子的多环化合物，具有刚性结构，且结构稳定，其手性配体有较大的比旋光度，在不对称催化、发光材料、农药、高分子黏合剂等方面有重要应用。其中含杂原子的螺环化合物因作用机理独特，不易产生抗性，且有抗肿瘤、解热镇痛、杀虫、抗菌等生物活性，在药物的开发中受到广泛的关注。本文主要用以靛红为原料制得的双靛红，N-苯基马来酸酐与三苯基膦反应制得相应的wittig试剂后与对氯苯甲醛反应制得的N-苯基马来酸酐烯，以及L-脯氨酸(L-硫代脯氨酸、N-甲基甘氨酸)通过甲醇回流，首先形成甲亚胺叶立德，在进行1,3-偶极环加成的方法制得双螺环化合物。并对所得产物进行重结晶和核磁共振氢谱用于确定产物的结构类型。
关键词：双螺环化合物； 1,3-偶极环加成反应； 靛红； 甲亚胺叶立德
一、文献综述
- 引言
螺环化合物是一类较为重要的化合物，其广泛存在于自然界当中，在抗肿瘤、抗菌、解热镇痛、治疗糖尿病、增强免疫力等方面具有较强的作用。而且大多数的螺环化合物具有着一定的生物活性，且具有着不易产生抗性的特点，因此具有螺环结构的化合物在药物的研究开发中占有重要的位置，引起了许多药物专家的注意，是研究开发新药的热点之一。用化学的方法合成螺环化合物在化学和医药行业中有着较为广阔的前景。
1,3-偶极环加成反应是一种构建螺环化合物常用的方法，是较为重要的方法之一。本文运用的就是通过构建甲亚胺叶立德以1,3-偶极环加成的方法来合成以双靛红为母核的双螺环化合物。
- 1,3-偶极环加成反应
1,3-偶极环加成反应是发生在1,3-偶极体和烯烃、炔烃或相应衍生物之间的环加成反应，产物是五元杂环化合物。主要是4pi;电子的a-b-c体系偶极体和烯烃d=e、炔烃dequiv;e或者是其他的亲偶极体间发生的环加成反应。烯烃类化合物在反应中称亲偶极体，德国化学家Rolf Huisgen首先广泛应用此类反应制取五元杂环化合物，这为后面进一步探索1,3-偶极环加成反应奠定了基础。且这是一种重要的合成五元螺环化合物的方法。尤其是近几年来，1,3-偶极环加成反应在合成螺环化合物上得到了广泛的应用。
1,3-偶极体通常可分为烯丙基离子型和炔丙基离子型两类。其中烯丙基离子型偶极体是非线性的，呈弯曲状态，，其特点是垂直于偶极体的平面上有三个平行的pi;轨道，轨道上有四个电子，中心离子可以为O、S或是N，属于这类的偶极体有硝酮、羰基叶立德、甲亚胺叶立德和亚甲胺亚胺等；炔丙基离子型偶极体是线性的，呈直线状态，特点是有一个空余的pi;轨道，这类偶极体包括包括腈氧化物、腈亚胺、腈叶立德等。1,3-偶极环加成反应是具有立体选择性的，具有內型和外型，这是由底物的结构或是催化剂所控制的，其中内外型选择性也是非对映选择性的一种，每一对非对映异构体也包含一对对应异构体。
本文是由双靛红和L-脯氨酸（L-硫代脯氨酸、N-甲基甘氨酸）首先形成甲亚胺叶立德偶极子再与亲偶极体N-苯基马来酸酐烯通过1,3-偶极环加成反应生成最后的双螺环产物。
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