聚苯乙烯基磺酰胺类酰基转移剂的合成及其在有机合成中的应用

来源 :南开大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:voyager4032
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
聚合物载体树脂在固相肽合成和小分子有机合成中的应用促进了组合化学和固相有机合成的快速发展。酰基转移试剂是高分子试剂中常用的一种试剂,即固载到聚合物载体上的酰基在亲核试剂胺的进攻下,发生酰基转移反应生成酰胺化合物。酰胺类化合物具有很重要的生物活性,这类化合物的合成一直是有机合成领域研究的热点课题之一。本论文的第二章、第三章合成了一种新的聚苯乙烯基磺酰羟胺树脂,并对这种树脂作为酰基转移试剂液相合成酯和酰胺的机理进行了研究。第四章考察了取代基对酰化的磺酰胺树脂作为酰基转移试剂液相合成酰胺库的影响。 聚苯乙烯基磺酰羟胺树脂1由磺酰氯树脂与盐酸羟胺以吡啶为溶剂在室温下反应24h制得。这种磺酰羟胺树脂1可用于催化正丁醇和乙酸酐的酯化反应。在酯化反应中,加入聚苯乙烯基磺酰羟胺树脂1后,酯化反应的速率明显加快,树脂1催化酯化反应的表观活化能为55.2KJ/Mol。树脂1催化正丁醇和乙酸酐酯化反应的酰基转移机理是:磺酰羟胺树脂1中的O-H键首先与乙酸酐反应生成O-乙酰基苯磺酰羟胺中间体;然后N-H键与乙酸酐反应生成活性更高的N,O-二乙酰基苯磺酰羟胺中间体。在正丁醇的亲核解脱下,树脂键合的O-乙酰基苯磺酰羟胺中间体和N,O-二乙酰基苯磺酰羟胺中间体发生酰基转移反应生成乙酸丁酯。在重复使用树脂1的过程中,活性中间体N,O-二乙酰基苯磺酰羟胺的含量不断增加,树脂1重复使用7次后,活性中间体的含量达到最大值,即树脂1完全转化为N,O-二乙酰基苯磺酰羟胺树脂2。与树脂1相比,树脂2具有较高的催化活性。树脂2催化酯化反应的表观速率常数k1=3.88×10-3M-1min-1,是树脂1的4倍。聚苯乙烯基磺酰羟胺树脂的苯环对位被给电子的甲氧基取代后得到的树脂3的催化活性降低。使用后树脂3的红外光谱图显示,1792cm-1处酯羰基和1719cm-1处酰胺羰基的吸收峰强度较弱。这是由于树脂3上的给电子甲氧基降低了磺酰羟胺的反应活性,在酯化反应中树脂3与乙酸酐生成的N,O-二乙酰基磺酰羟胺活性中间体减少,降低了活性中间体与正丁醇进行酰基转移反应的速率,酯的生成速率也相应降低。与芳基磺酰羟胺树脂1和树脂3相比,脂基磺酰羟胺树脂4和树脂5具有较高的催化活性。树脂5催化酯化反应的表观速率常数k1=9.13×10-3M-1min-1,树脂4催化酯化反应的表观速率常数k1=3.74×10-3M-1min-1。观察使用后树脂4和树脂5的红外光谱图,发现树脂4、5在酯化过程中形成的N,O-二乙酰基磺酰羟胺活性中间体的羰基吸收峰强度很弱,这说明脂基磺酰羟胺树脂在酯化反应中形成的N,O-二乙酰基磺酰羟胺活性中间体很不稳定,很容易与正丁醇发生酰基转移反应生成乙酸丁酯。脂基磺酰羟胺树脂5的间隔基长度为6个亚甲基,而树脂4的间隔基长度为2个亚甲基。与树脂4相比,使用后树脂5的红外光谱图中N,O-二乙酰基磺酰羟胺上羰基的吸收峰强度更弱,说明在酯化反应过程中树脂5形成的稳定的活性中间体含量更低。这是由于间隔基长度的增加,使树脂5上的磺酰羟胺功能基在溶剂中更加伸展,增大了磺酰羟胺功能基与正丁醇和乙酸酐的接触几率,乙酸丁酯的生成速率增加,磺酰羟胺树脂5的催化活性相应提高。本文第三章研究了聚苯乙烯基磺酰羟胺树脂1在液相合成酰胺库的应用。树脂1与三种酰氯反应,得到了三种N,O-二酰基磺酰羟胺树脂,在亲核试剂胺的作用下,这种N,O-二酰基磺酰羟胺树脂发生酰基转移反应生成酰胺。用红外光谱跟踪反应,对反应的条件进行了优化。优化后的最佳酰化反应条件是:二氯甲烷为溶剂,酰氯与磺酰羟胺树脂1的摩尔比为3:1,室温下反应5小时。最佳酰基转移反应条件是:二氯甲烷为溶剂,胺与N,O-二酰基磺酰羟胺树脂的摩尔比为4.5:1,室温下反应5小时。用九种胺亲核解脱三种N,O-二酰基磺酰羟胺树脂,得到了一个含有24个酰胺的化合物库。脂肪胺与活性的N,O-二酰基磺酰羟胺树脂发生酰基转移得到的酰胺收率较高;而芳香胺与N,O-二酰基磺酰羟胺树脂发生酰基转移得到的酰胺收率较抵。当亲核试剂胺的分子中同时含有氨基和羟基时,N,O-二酰基磺酰羟胺树脂选择性地在氨基端发生酰基转移,而羟基端不受影响。在三种N,O-二酰基磺酰羟胺树脂中,由对硝基苯甲酰氯与磺酰羟胺树脂1生成的N,O-二(对硝基苯甲酰基)磺酰羟胺树脂的活性最高,其次是N,O-二苯甲酰基磺酰羟胺树脂,N,O-二乙酰基磺酰羟胺树脂的活性最低。在N,O-二酰基磺酰羟胺树脂重复使用的过程中,不但N-C键和O-C键发生了断裂,而且N-O键也有可能发生断裂,生成了酰化的磺酰胺树脂。这种酰化的磺酰胺树脂很稳定,很难与亲核试剂反应生成酰胺。因而,聚苯乙烯基N,O-二酰基磺酰羟胺树脂的重复使用效率不好。 论文的第四章研究了取代基对酰化的磺酰胺树脂作为酰基转移试剂液相合成酰胺库的影响。首先将磺酰氯树脂与伯胺(R1NH2)反应制备N-烷(芳)基取代的磺酰胺树脂,再与酰氯(R2COCl)反应后,得到了N-酰基-N-烷(芳)基磺酰胺树脂。具有不同取代基结构的N-酰基-N-烷(芳)基磺酰胺树脂在胺的亲核解脱下发生酰胺转移反应得到酰胺。在酰基转移过程中,与没有进行N-烷(芳)基化的酰基磺酰胺树脂相比,N-烷(芳)基取代的酰基磺酰胺树脂具有较高的反应活性。固定R2分别为乙酰基、苯甲酰基、对硝基苯甲酰基,改变取代基R1的种类,根据聚苯乙烯基N-酰基(R2)-N-烷(芳,R1)基磺酰胺树脂进行酰基转移反应的活性大小,R1依次排列为苯基、苄基、甲基、正丁基。苯基(或苄基)R1苯环上有取代基存在时,不论是拉电子基团还是给电子基团,都会降低N-酰基(R2)-N-烷(芳)基磺酰胺树脂的酰基转移活性,使终产物酰胺的收率降低。苯基(或苄基)R1苯环上拉电子基团的位置对N-酰基-N-烷(芳)基磺酰胺树脂的活性影响不大。当苯基(或苄基)R1苯环上给电子基的电子效应从甲基增加到甲氧基后,N-酰基-N-烷(芳)基磺酰胺树脂的反应活性更低。值得注意的是,苯基R1苯环的对位被给电子甲基取代时,酰化磺酰胺树脂的酰基转移活性增加;苯基R1苯环的邻位被给电子甲基取代时,酰化磺酰胺树脂进行酰基转移反应的活性降低。固定R1分别为甲基、苄基、苯基,改变取代基R2的种类,根据聚苯乙烯基N-酰基(R2)-N-烷(芳,R1)基磺酰胺树脂进行酰基转移反应的活性大小,R2依次排列为对硝基苯甲酰基、苯甲酰基、乙酰基、异丁酰基。聚苯乙烯基N-酰基-N-烷(芳)基磺酰胺树脂在重复使用过程中,树脂的结构没有发生明显的变化,重复效率没有降低。因此,聚苯乙烯基N-酰基-N-烷(芳)基磺酰胺树脂可重复使用。
其他文献
从上世纪五六十年代开始,很多国内外科学家对辅酶Q10进行化学合成方法的研究,确定了以侧链直接引入和侧链延长为主的半合成法,以及全合成方法。我国对辅酶Q10的需求较大,但是至今
该文通过系列d金属含氮杂环配体配合物结构和性质的研究,对多维空间的组装,功能配合物的设计合成提出了一些新的方法和思路,并深入探讨了结构和荧光性质的关系.全文共分6章.
全文共分四章,主要内容和方法如下:第一章回顾和评述了毛细管电泳的发展历史;详细介绍了毛细管电泳的基本原理,检测方法;重要介绍了手性药物的发展和毛细管电泳在手性药物中
该论文是在实验室现有的条件下,发展了不同的方法制备纳米材料,即软模板法、室温方法和低温溶剂热法.软模板法旨在控制纳米材料的形貌和尺寸,如不同比例的花生酸和十八胺可控
单胺类神经递质包括去甲肾上腺素(NE)、肾上腺素(E)、多巴胺(DA)和5-羟色胺(5-HT)等,是一类在生物体内起着重要作用的神经递质。它们直接参与多项生理活动,其在人体内的含量变化与人类的多种疾病密切相关。因此,研究单胺类神经递质在生物体内的含量变化具有重要意义。人体尿样具有易获取、量大和取样无痛的特点,是首选的生物体液样品。但由于尿样组成复杂,且目标物含量低,常常无法进行直接测定。因此,需要
本文以合成高分子聚酯类材料(包括聚己内酯(poly(ε-caprolactone),PCL)以及聚羟基脂肪酸酯类(Polyhydroxyalkanoates,PHAs))为基体材料,采用粒子洗脱法制备了具有不同孔径的多
在疾病的诊断、治疗以及环境污染物的检测分析中,对相关组分进行高特异性和高灵敏检测显得非常重要。基于有机电化学晶体管(OECTs)的生物传感器因其可批量生产、轻便、灵敏度
毛细管电色谱(CEC)是毛细管电泳(CE)和高效液相色谱(HPLC)的融合技术.它既具有HPLC高选择性的优点,又具有CE高柱效、高分辨率、高选择性、快速、微量的优势.毛细管电色谱作为
全文共包括三个部分,主要内容和方法如下:第一章在查阅大量文献的基础上,简要概述了毛细管电泳的发展历史;详细介绍了毛细管电泳分离的原理;概述了毛细管电泳检测的各种方法,