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天然产物合成是有机化学领域中的重要研究课题。许多有用的合成方法被开发和应用于天然产物合成研究。
在酸性和脱水试剂存在下,α-位有强的给电子基的环状酮肟可以发生非正常Beckmann重排反应,开环形成烯-腈化合物。为获得有用的手性多取代的烯-腈中间体,我们对非正常Beckmann重排反应进行了研究,并尝试应用于天然产物的全合成。
本论文主要分为四个部分。一.非正常Beckmann重排反应在甾体-17-酮肟中的应用对甾体18-甲基修饰是制备生物学重要的18-去甲基甾体的有效方法之一。用甾体-17-酮肟的非正常Beckmann重排反应生成的相应的烯-腈化合物是合成18-去甲基甾体的重要中间体。
我们发现PCl5/2,6-lutidine试剂在CH2Cl2溶剂中可以高产率和高选择性地促进甾体-17-酮肟的非正常Beckmann重排反应。对九个甾体-17-酮肟的非正常Beckmann重排反应研究发现甾体分子上的取代基和立体化学对反应没有明显的影响(Scheme1)。
二、非正常Beckmann重排反应在非甾体多环体系中的应用研究Hajos酮(3)已经成为有机合成中广泛应用的手性多取代化合物的合成砌块。由于没有方便和有效的手段将Hajos酮中的甲基转化成其它官能团,所以目前文献中对Hajos酮的应用均采取适当利用该甲基为原则。因此严重地限制了Haios酮的应用范围。
当我们完成了PCl5/2,6-lutidine-CH2Cl2试剂在甾体化合物上的应用之后,我们又将该试剂应用于Hajos酮(3)及其衍生物的非正常Beckmann重排反应研究。通过众多的条件实验,首次将Haios酮及其衍生物分子中的惰性甲基转化成活性的烯键。从而获得了重要的合成中间体4-6(Scheme2)。化合物5的结构经单晶X-衍射结构分析确认。
Scheme2三、将非正常Beckmann反应尝试应用于天然产物Fumagillin及衍生物的全合成Fumagillin是一个具有高效抗新生血管作用的天然产物。对Fumagillin进行全合成具有化学、生物学和商业的重要价值。
我们以Hajos酮(3)为原料,经7和8方便地在其环上适当的位置上引入烷氧基。然后应用PCl5/2,6-二甲基吡啶/CH2Cl2促进的非正常Beckmann重排反应将5-员环开环生成相应的烯-腈化合物(9),化合物9构成了Fumagillin分子中的手性环状结构(Scheme3)。
Scheme3四.手性吲哚类生物碱的合成初探手性吲哚类生物碱是一类具有重要生物活性的生物碱,它们的合成研究是有机化学家持续感兴趣的课题。
首先利用Hajos酮的衍生物与PCl3在Fischer合成条件下得到了手性吲哚类化合物11为主要产物。对11生成的肟进行非正常Beckmann重排反应,顺利地得到了主要产物12(Scheme4)。化合物12的结构经单晶X射线衍射分析确证。