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4H-吡喃类化合物有广泛的生理和药理活性,可作为抗菌剂,灭螺剂,抗凝血剂,利尿剂和抗癌因子。多取代4H-吡喃类化合物是天然产物的主要基本结构单元,也是构建其它杂环化合物的重要合成子,其苯并衍生物具有多种生理活性与药理活性,如抗过敏作用、抗癌作用等。一些2-氨基-4H-吡喃化合物还具有光化学活性。此外,1,4-二氢吡喃类化合物与二氢吡啶类化合物互为电子等排异构体,而后者是有效的钙拮抗剂,在抗高血压和外周血管扩张等方而有显著的作用。因此,4H-吡喃类化合物的合成日益受人关注,成为有机合成的热点之一。
科学技术的进步产生了越来越多的交叉学科。微波辐射作为一种有效的热源广泛应用于化学各个领域,尤其在有机化学中的发展更加迅速。与常规加热条件相比较,微波辐射往往具有反应时间短、产率高、产品纯度高、操作简便等优点,因此,微波已经被广泛应用于各种有机反应。
本课题对4H-吡喃类化合物的合成及其进展进行了较为全面的论述,系统分析了4H-吡喃类化合物的制备方法,设计合成了三个系列衍生物,其中20个新化合物未见报道。
4H-吡喃类化合物的合成有多步法和简单的一步合成法。我们将芳香醛、具有活泼亚甲基的氰乙酸甲酯和α-萘酚(β-萘酚或8-羟基喹啉),溶于乙醇溶剂中,用哌啶作为催化剂,微波辐射的情况下,先经过Knoevenagel缩合,加成,环化脱水,一步法缩合而成得到目标产物。实验结果表明,微波对该反应具有明显的促进作用,反应时间较短,产率较高,既为合成该类化合物提供了一种快捷,方便,有效的方法,扩大了微波技术的应用范围,又保护了环境,节约实验成本。
α-萘酚、氰乙酸甲酯和芳香醛,在六氢吡啶的催化下,微波辐射一步法合成了2-氨基-4-芳基-4H-苯并[h]苯并吡喃衍生物(4a~4h)。
β-萘酚、氰乙酸甲酯和芳香醛,在六氢吡啶的催化下,微波辐射一步法合成了2-氨基-4-芳基-4H-萘并[1,2-b]吡喃衍生物(6α~6h)。
8-羟基喹啉、氰乙酸酯和芳香醛,在六氢吡啶的催化下,微波辐射一步法合成了3,4-二氢-4-芳基-2H-吡喃[3,2-h]喹啉衍生物(8a~8f)。
目标产物经元素分析、红外光谱、核磁共振分析,证实与预期结构相符。
X-射线衍射单晶结构分析是现代化学研究中重要的技术手段之一,被广泛的应用于精确测定分子三维空间结构研究,确定其相互作用。在本文中,我们将得到的5个具有单晶结构的化合物用X-射线衍射进行了晶体结构分析,确定了它们的微观结构。根据晶体结构数据获知:4a属于四方晶系,空间群为P42/n,晶胞参数为:a=19.137(3)Aα=90.00°b=19.137(3)Aβ=90.00°c=9.4170(19)Aγ=90.00°;4b属于三斜晶系,空间群为P-1,晶胞参数为:a=11.225(2)Aα=76.26(3)°b=11.375(2)Aβ=71.80(3)°c=17.283(4)Aγ=71.50(3)°;4e属于三斜晶系,空间群为P-1,晶胞参数为:a=8.2190(16)Aα=71.84(3)°b=9.2570(19)Aβ=78.39(3)°c=13.203(3)Aγ=82.73(3)°;6a属于单斜晶系,空间群为Cc晶胞参数为:a=13.930(3)Aα=90.00°b=13.499(3)Aβ=108.92°c=8.9040(18)Aγ=90.00°;6e属于单斜晶系,空间群为P21/c。晶胞参数为:a=12.094(2)Aα=90.00°b=8.5620(17)Aβ=108.92°c=18.186(4)Aγ=90.00°