1、毕业 论文文献综述 应用化学 新型二取代富烯的合成 1 前言 1.1 富烯的定义及性质 富烯是一类重要的有机化合物，它的分子内至少存在 3个碳碳双键组成的共轭体系 。由于共振的存在 ， 环外双键的电子会通过共振部分转移到环上以满足分子内五元环的芳香稳定性 （图 1） 1。 正因为具有这样的结构特征 ， 决定了富烯类化合物的性质和其多种多样的反应性 。 图 1 1.2 富烯的合成方法 从 1900 年 Thielehes 首次合成富烯发展到现在为止，我们已经发展出了许多成熟的合 成方法 ， 从简单的在碱作用下环戊二烯转变为环戊二烯基负离子进而与酮反应经脱水形成富烯（图 2）。 图 2 到 196
2、0 年 Kice 等 2报道了 6-烷基富烯、 6-苯基富烯、苯并富烯的合成。 1963 年 Smith 等 3报道了 6， 6-二甲基富烯的合成 ， 同年 ， Freisesleben 等用环戊二烯与丙酮在 20%甲胺乙醇溶液中合成了 6， 6-二甲基富烯（ 图 3） 。 1 图 3 又到 1974 年 Neuenschwander 等指出 ， 以一级 胺和二级胺作为催化剂 ，但 富烯的收率并不是很理想 。 1987 年陈寿山 4系统地考察了环戊二烯与脂肪酮和脂环酮的反应（ 图 4） ， 比较了甲胺、乙胺和四氢吡咯催化活性并讨论了温度、溶剂和碱的浓度对富烯收率的影响 。 图 4 2004 年
3、 Khalil 等改进了 6， 6-二取代富烯的合成路线 ， 利用了环戊二烯钠或钾和酮反应合成了多达 12 种结构不同的富烯（图 5） 。最近， 2006 年黄吉玲等 5以芳香酮为原料，合成了一系列新型 6， 6-二取代芳基富烯 图 5 中国协和医科大学肖虎等 6利用茂 Na 与酰氯在低温下反应得到一系列含七元螯合氢的 1,6-取代富烯类化合物，发现该类化合物表现出抑制白血病细胞（ HL-60）的作用。（图 6） 图 6 2 富烯的应用 2.1 富烯 与有机锂试剂的反应 富烯都能与烷基锂、芳基锂、茚基锂、 -吡啶锂、 -喹啉基锂等反应。其反应类型不仅受到有机锂试剂的结构和性质的影响，而且还受到
4、富烯的 6-位取代基的立 体效应和构型的影响。 富烯和烷基锂试剂主要发生的是环外双键的加成、还原以及 -攫氢三种反应 。 反应类型也均主要受到富烯和烷基锂的性质及立体效应的影响 。 而随着烷基锂立体效应的2 逐渐增强 ， 烷基锂与 6,6-二烷基富烯的反应由甲基锂的环外双键的加成反应转为乙基锂、正丙基锂、正丁基锂为主的加成与还原反应 。 如 甲基锂同 6,6-二烷基富烯主要倾向于发生环外双键的加成反应（图 7） 7。 图 7 而烷基锂与 6,6-n亚甲基富烯 (n=4,5,6)的反应类型除了上 面所说的受到烷基锂的性质和立体效应，主要还是受到 n值和构想 8。 n=4,6,6-四亚甲基富烯倾向
5、于发生 -攫氢反应，形成仍保持平面分子结构的稳定产物。当 n=5,6时，则都倾向生成构想稳定的加成或还原产物。 同样，芳基锂与富烯的反应类型除与富烯的立体效应有关外 ， 还和芳基锂的结构密切相关 。 茚基锂与 6-叔丁基富烯和 1,2,3,4,6-五甲基富烯发生环外双键的加成反应 。 -吡啶甲基锂与 6,6-二烷基富烯和 6,6-多亚甲基富烯极易发生环外双键的加成反应 。 另外， 2-喹啉甲基锂同 6-甲基 -6-乙基富烯或者 6,6-五亚甲基富烯在四氢呋喃和乙醚溶剂中则倾向于以富烯环外双键加成反应为主的加成与 -攫氢的竞争反应 9。 2.2 与 Girgnard 试剂的反应 格氏试剂广泛应用
6、于有机合成 ， 但同富烯的反应研究甚少 ， 到目前仅研究了甲基、乙基、苯基、烯丙基及环戊二烯基格氏试剂同 6,6-二烷基富烯的反应。无 -氢或 -氢不活泼甲基、苯基、烯丙基 格式 试剂 与 6,6-二烷基富烯进行加成反应。 （ 图 8） 10。 图 8 由于双键的存在 , 使得 CH2 CHCH2MgX 的亲核性增强 ， 成为负电子的亲核体 ，且 亲核性比烷基和芳基的格氏试剂要强 ， 生成的取代环戊二烯基卤化镁用 (CpTiCl2)2O 配合 ，合成通式为 Cp(C5H4-CRR1CH2CH CH2)TiCl2 的化合物 。 3 2.3 与有机钠的反应 跟上述 Girgnard试剂一样，有机钠
7、同富烯反应的研究也不多。 有机钠试剂碱性强而亲核性弱的氨基钠同 6,6-二烷基富烯进行 6-位碳上甲基或亚甲基的 -攫氢反应 。 在反应中则更多倾向于夺取富烯 6-位取代基酸性相对较强的 -氢 ， 而不容易对 6-位碳进行亲核加成 。 2.4 富烯在多环合成中的应用 2001 年 Nair 等 11利用香豆素醌的甲基化物同 6,6-二苯基富烯反应 ， 生成了Diels-Alder 环加成反产物，并且产率较高，达 85%。 2002 年 Hong 等首次报道了微波作用下富烯的环加成反应 ，在微波的照射下发生环加成反应，而且这些反应在常规的热磁条件均不能发生。 同年 Hong等应用 6-氨基富烯与
8、顺丁烯二酸酐或马来酰亚胺反应得到了 6 2环加成的产物。 Hong等 有于 2003年 研究了富烯和 N-亚烷基甘氨酸酯的反应 ， 得到了新颖的杂 6 3环加成产物。 2004 年 Hong12 等 再次 报道了富烯和 2H-azirine 的反应 ， 在路易斯酸的条件下发生6 3形式的环加成反应。 并于 2006 年 Krishnan13 等合成了五富烯同 3-氧吡喃鎓盐的反应 (图 9)， 发生 6 3环加成反应。 图 9 2.5 富烯的 Diels-Alder 反应 同理，富烯的 Diels-Alder 反应也经历了岁月的考证。 2004 年 Hong 等报道了富烯同氮杂二烯烃的 Die
9、ls-Alder 的环加成反应。 Hong 等于 2005年和 2006年 14分别报道了富烯的分子内 Diels-Alder的环加成反应 和 富烯同乙醛酸乙酯在 EtAlCl2 或 Yb(OTf)3 催化下 的亲电取代反应（图 10）。 4 图 10 2.6 富烯在抗癌药物合成中的应用 Sweendy等于 2004 年分别以 6-(4-甲氧基苯基 )富烯、 6-(2,4,6-三甲氧基苯基 )富烯、 6-(3,5-二甲氧基苯基 )富烯为起点合成出了新颖的甲氧基 -苯基取代柄状二茂钛。 又在 2005年分别以 6-(对 -N,N-二甲基苯胺基 )富烯、 6-(对 -甲氧基苯基 )富烯为起点合成出
10、了新颖的对 -N,N-二甲基苯胺基和对甲氧基 -苯基取代的柄状二茂钛 。 2006年 Sweendy等 15分别以含有杂环的 6-呋喃基富烯、 6-噻 吩基富烯、 6-(N-甲基吡唑 )富烯为起点合成出了新颖的杂环取代的柄状二茂钛。 同年 Sweedy等 16以含有杂环的 6-呋喃基富烯、 6-噻吩基富烯、 6-(N-甲基吡唑 )富烯为起点合成出了新颖的、结构更加复杂的杂环取代的柄状二茂钛（图 11）。并且经过LLC-PK 细胞线上测试发现含吡唑环的配合物在 IC50 值与没有取代基的二茂钛相比有10 倍的增长 ,这是迄今为止发现的细胞毒素实验排第二的二茂钛 ， 在抗癌药物方面具有较高的潜在的
11、应用价值 . 图 11 3 结论 这类化合物的合成方法由它们自身的结构所决定 ， 它们 的应用主要取决于富烯自身的特殊结构 。 对富烯的研究不仅推动了金属有机化学的发展 ， 而且在多环化合物、抗癌药物的合成方面有着广阔的、潜在的应用前景 。 因此 , 设计合成结构新颖、反应性5 能好的富烯将是今后发展的重点 ， 进一步研究这类化合物的反应活性是本领域发展的趋势和希望 。 参考文献 1 A Schwarzer, W Seichter X-ray crystal structures of p-halogenated 6,6-diphenylfulvenes Struct Chem 2011,22
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