1、(2S,3aR,8aS)-2-(4-甲氧基苯基)- 3,3a,8,8a-四氢-2H-茚并1,2-d1,3噁唑的合成与晶体结构【摘要】 目的研究标题化合物 C17H17NO2(I)的合成途径与其绝对构型的确定。方法由(1R,2S)-茚氨醇与 4-甲氧基苯甲醛在无催化剂条件下一步反应得到。 结果合成的标题化合物 C17H17NO2(I)结构通过单晶 X射线衍射分析确定，其晶体属于单斜晶系，空间群 P21，a=5.5951(18) nm，b=9.829(3) nm，c=12.604(5) nm，=100.853 (15)，Mr=267.32，Dx=1.304 g/cm-3，Z=2，F(000)=28
2、4，晶体结构用直接法解出,使用全矩阵最小二乘法对原子参数进行修正,最后的偏离因子R=0.0396,Rw=0.0958，通过晶体结构确定了反应中生成的手性碳的绝对构型为 S构型。结论以(1R,2S)-茚氨醇为原料无催化剂条件下一步合成光学活性噁唑烷化合物(I)，将其应用于末端炔烃和醛的不对称加成，效果良好。 【关键词】 不对称合成;绝对构型;晶体结构 含有 2个杂原子且其中 1个杂原子为 N的五元环体系称为唑。根据杂原子在环中位置不同，可分为 1，2-唑和 1，3-唑。五元环中杂原子为N、O 的化合物是噁唑类化合物，其种类较多，有噁唑、噁唑啉、噁唑烷、苯并噁唑等。噁唑类化合物是一类重要的杂环化合
3、物，一些含有噁唑环的化合物往往具有生物活性1。比如，分子结构中含有噁唑环的聚苯并噁唑是耐高温的高聚物，2-氨基噁唑具有杀真菌、抗菌、抗病毒等作用2，同时噁唑类化合物在中间体、药物合成中也具有广泛的用途3-5，可以用做有机催化反应中的配体等。四氢噁唑啉的 2位上如果引入一个取代基则 2位碳原子是手性碳原子，具有光学活性的该类化合物在不对称合成上有很多用途。我们以(1R, 2S)-茚氨醇为原料在无催化剂条件下一步合成了光学活性噁唑烷化合物(图 1)5，将其应用于末端炔烃对醛的不对称加成，取得了很好的效果。图 1标题化合物的合成路线本文报道该化合物的合成和晶体结构。 1 材料和方法 1.1 仪器和试
4、剂红外光谱使用 Nicolet Avatar 360 RT-IR红外光谱仪测定 (KBr 压片);1H NMR: Varian-Inova-400 MHz (TMS为内标) 核磁共振仪记录;CDCl3 为溶剂，TMS 为内标;熔点在 WRS21 型熔点仪上测定，温度计未校正;旋光度：Autopol IV automatic polarimeter 测定，波长 598 nm (Na D line);HRMS Varian-Inova -Saturan2200;晶体结构在Siemens P4 型四圆衍射仪上测定;反应溶剂均为分析纯。 1.2 标题化合物的合成 50 ml反应瓶中加入(1R,2S)-
5、茚氨醇 1.49 g (10.0 mmol)，4-甲氧基苯甲醛 (10.0 mmol)，溶剂二氯甲烷(20 ml)，室温搅拌 24 h，TLC 检测 (展开剂中需加几滴三乙胺)反应结束后，蒸除溶剂，乙酸乙酯/石油醚 (1/6) 重结晶，得无色柱状晶体产物(I)，该单晶应用于 X-ray实验，产率 91%，mp. 8788; 25D=+52.0 (c 1.00,abs. EtOH);dr=13 (determined by 1H NMR);1H NMR (400 MHz, CDCl3) 7.78-7.06 (m, 8H), 5.10-5.06 (m,2H), 4.94 (m, 1H), 3.86
6、-3.77 (m,3H), 3.31-3.16 (m,2H), 2.58 (s,1H); IR (cm-1): 3272,2917,1613,1513,1428,1243,1034,756;HRMS (EI+) calc for C17H17NO2+ requires m/z 267.1259, found 267.1248。 1.3X 射线衍射实验与晶体结构分析晶体学数据和衍射强度数据的收集在 Siemens P4型四圆衍射仪上进行 0.60 mm 0.52 mm0.42 mm 的无色长方体晶体置于装有单色器的四圆衍射仪上，用 MoK(= 0.071073 nm) 辐射和 扫描方式收集衍射数
7、据,在 6.58250.36范围内共收集 2 360个独立衍射点,可观测衍射点 1 364个I2(I) ，数据经 Lp校正及经验吸收校正。晶体结构由直接法(SHELXS-97 程序) 解出,经多轮 Fourier合成获得全部非氢原子，全部氢原子由理论计算获得，全部非氢原子的坐标及各项异性热参数采用 w=1/s2(Fo2) +(0.0560P)2 +0.0000P,P=(Fo2+2Fc2)/3经全矩阵最小二乘法修正及收敛。最终的偏离因子为R=0.0396,Rw=0.0958，(/)max=0.965,S=1.036。 2 结果与讨论 标题化合物的结构可以从光谱上得到初步证实，1H NMR谱图表明
8、产物有 2种异构体，其比例为 13，7.78-7.06 (m,8H)为苯环上氢的吸收峰，3.31-3.16 (m,2H)为环戊环上 2个亚甲基氢的吸收峰，3.86-3.77 (m,3H)为甲氧基上 3个氢的吸收峰，2.58 (s, 1H)是活泼氢。红外谱图中，在 3 272 cm-1有仲胺的吸收单峰。高分辨质谱确定了相对分子质量为 267.1248。为进一步确定产品的结构，我们进行了 X射线单晶衍射分析，表 1为标题化合物分子的主要晶体结构数据，表 2为标题化合物主要键长数据，表 3为标题化合物主要键角数据。表 1合成化合物晶体数据图 1为标题化合物的分子结构透视图。单晶衍射表明在分子中存在
9、3个平面：茚环平面、噁唑环平面和 4-甲氧基苯环平面。噁唑环采取的是信封式构象，N1 在噁唑环平面的上方，偏离平面 0.4508(0.0029) ，4-甲氧基苯基环与噁唑环(C1/O1/C2/C3/N1)所确定的平面的二面角是57.11(7)，噁唑环(C1/O1/C2/C3/N1)与 C2/C3/C10/C5/C4所在平面的二面角是 76.25(7)。分子的晶体结构堆积图见图 2。通过晶体结构确定了反应中生成的手性碳的绝对构型为 S构型。表 2合成化合物主要键长表 3合成化合物主要的键角图 2合成化合物分子结构透视图 图 3合成化合物晶胞堆积图 【参考文献】 1花文廷. 杂环化学M. 北京：北
10、京大学出版社，1991：223. 2Murali Dhar TG, Guo J Q, Shen ZQ, et al. A modified approach to 2-(N-Aryl)-1,3-oxazoles: application to the synthesis of the MPDH Inhibitor BMS-337197 and analogues J. Org Lett，2002, 4 (12)：2091-2093. 3Jin Z. Imidazole, oxazole, thiazole alkaloids J. Nat Prod Rep，2006,23：464-496. 4
11、Murcia-Soler M, Prez-Gimnez F, Garca-March FJ, et al. Artificial neural networks and linear discriminant analysis: a valuable combination in the selection of new antibacterial compounds J. J Chem Inf Comput Sci,2004, 44(3):1031-1041. 5Schwekendiek K, Glorius F. Efficient oxidative synthesis of 2-oxazolines J. Synthesis，2006(18)：2996-3002.
