(2S,3aR,8aS)-2-(4-甲氧基苯基)- 3,3a,8,8a-四氫-2H-茚并[1,2-d][1,3]噁唑的合成與晶體結構.doc

(2S,3aR,8aS)-2-(4-甲氧基苯基)-3,3a,8,8a-四氫-2H-茚并1,2-d1,3噁唑的合成與晶體結構【摘要】目的研究標題化合物C17H17NO2(I)的合成途徑與其絕對構型的確定。方法由(1R,2S)-茚氨醇與4-甲氧基苯甲醛在無催化劑條件下一步反應得到。結果合成的標題化合物C17H17NO2(I)結構通過單晶X射線衍射分析確定，其晶體屬于單斜晶系，空間群P21，a=5.5951(18)nm，b=9.829(3)nm，c=12.604(5)nm，=100.853(15)，Mr=267.32，Dx=1.304g/cm-3，Z=2，F(000)=284，晶體結構用直接法解出,使用全矩陣最小二乘法對原子參數進行修正,最后的偏離因子R=0.0396,Rw=0.0958，通過晶體結構確定了反應中生成的手性碳的絕對構型為S構型。結論以(1R,2S)-茚氨醇為原料無催化劑條件下一步合成光學活性噁唑烷化合物(I)，將其應用于末端炔烴和醛的不對稱加成，效果良好?！娟P鍵詞】不對稱合成；絕對構型；晶體結構含有2個雜原子且其中1個雜原子為N的五元環(huán)體系稱為唑。根據雜原子在環(huán)中位置不同，可分為1，2-唑和1，3-唑。五元環(huán)中雜原子為N、O的化合物是噁唑類化合物，其種類較多，有噁唑、噁唑啉、噁唑烷、苯并噁唑等。噁唑類化合物是一類重要的雜環(huán)化合物，一些含有噁唑環(huán)的化合物往往具有生物活性1。比如，分子結構中含有噁唑環(huán)的聚苯并噁唑是耐高溫的高聚物，2-氨基噁唑具有殺真菌、抗菌、抗病毒等作用2，同時噁唑類化合物在中間體、藥物合成中也具有廣泛的用途3-5，可以用做有機催化反應中的配體等。四氫噁唑啉的2位上如果引入一個取代基則2位碳原子是手性碳原子，具有光學活性的該類化合物在不對稱合成上有很多用途。我們以(1R,2S)-茚氨醇為原料在無催化劑條件下一步合成了光學活性噁唑烷化合物(圖1)5，將其應用于末端炔烴對醛的不對稱加成，取得了很好的效果。圖1標題化合物的合成路線本文報道該化合物的合成和晶體結構。1材料和方法1.1儀器和試劑紅外光譜使用NicoletAvatar360RT-IR紅外光譜儀測定(KBr壓片)；1HNMR:Varian-Inova-400MHz(TMS為內標)核磁共振儀記錄；CDCl3為溶劑，TMS為內標；熔點在WRS21型熔點儀上測定，溫度計未校正；旋光度：AutopolIVautomaticpolarimeter測定，波長598nm(NaDline)；HRMSVarian-Inova-Saturan2200；晶體結構在SiemensP4型四圓衍射儀上測定；反應溶劑均為分析純。1.2標題化合物的合成50ml反應瓶中加入(1R,2S)-茚氨醇1.49g(10.0mmol)，4-甲氧基苯甲醛(10.0mmol)，溶劑二氯甲烷(20ml)，室溫攪拌24h，TLC檢測(展開劑中需加幾滴三乙胺)反應結束后，蒸除溶劑，乙酸乙酯/石油醚(1/6)重結晶，得無色柱狀晶體產物(I)，該單晶應用于X-ray實驗，產率91%，mp.8788；25D=+52.0(c1.00,abs.EtOH)；dr=13(determinedby1HNMR)；1HNMR(400MHz,CDCl3)7.78-7.06(m,8H),5.10-5.06(m,2H),4.94(m,1H),3.86-3.77(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+)calcforC17H17NO2+requiresm/z267.1259,found267.1248。1.3X射線衍射實驗與晶體結構分析晶體學數據和衍射強度數據的收集在SiemensP4型四圓衍射儀上進行0.60mm0.52mm0.42mm的無色長方體晶體置于裝有單色器的四圓衍射儀上，用MoK(=0.071073nm)輻射和掃描方式收集衍射數據,在6.58<；2<；50.36范圍內共收集2360個獨立衍射點,可觀測衍射點1364個I>；2(I)，數據經Lp校正及經驗吸收校正。晶體結構由直接法(SHELXS-97程序)解出,經多輪Fourier合成獲得全部非氫原子，全部氫原子由理論計算獲得，全部非氫原子的坐標及各項異性熱參數采用w=1/s2(Fo2)+(0.0560P)2+0.0000P,P=(Fo2+2Fc2)/3經全矩陣最小二乘法修正及收斂。最終的偏離因子為R=0.0396,Rw=0.0958，(/)max=0.965,S=1.036。2結果與討論標題化合物的結構可以從光譜上得到初步證實，1HNMR譜圖表明產物有2種異構體，其比例為13，7.78-7.06(m,8H)為苯環(huán)上氫的吸收峰，3.31-3.16(m,2H)為環(huán)戊環(huán)上2個亞甲基氫的吸收峰，3.86-3.77(m,3H)為甲氧基上3個氫的吸收峰，2.58(s,1H)是活潑氫。紅外譜圖中，在3272cm-1有仲胺的吸收單峰。高分辨質譜確定了相對分子質量為267.1248。為進一步確定產品的結構，我們進行了X射線單晶衍射分析，表1為標題化合物分子的主要晶體結構數據，表2為標題化合物主要鍵長數據，表3為標題化合物主要鍵角數據。表1合成化合物晶體數據圖1為標題化合物的分子結構透視圖。單晶衍射表明在分子中存在3個平面：茚環(huán)平面、噁唑環(huán)平面和4-甲氧基苯環(huán)平面。噁唑環(huán)采取的是信封式構象，N1在噁唑環(huán)平面的上方，偏離平面0.4508(0.0029)，4-甲氧基苯基環(huán)與噁唑環(huán)(C1/O1/C2/C3/N1)所確定的平面的二面角是57.11(7)，噁唑環(huán)(C1/O1/C2/C3/N1)與C2/C3/C10/C5/C4所在平面的二面角是76.25(7)。分子的晶體結構堆積圖見圖2。通過晶體結構確定了反應中生成的手性碳的絕對構型為S構型。表2合成化合物主要鍵長表3合成化合物主要的鍵角圖2合成化合物分子結構透視圖圖3合成化合物晶胞堆積圖【參考文獻】1花文廷.雜環(huán)化學M.北京：北京大學出版社，1991：223.2MuraliDharTG,GuoJQ,ShenZQ,etal.Amodifiedapproachto2-(N-Aryl)-1,3-oxazoles:applicationtothesynthesisoftheMPDHInhibitorBMS-337197andanaloguesJ.OrgLett，2002,4(12)：2091-2093.3JinZ.Imidazole,oxazole,thiazolealkaloidsJ.NatProdRep，2006,23：464-496.4Murcia-SolerM,Prez-GimnezF,Garca-MarchFJ,etal.Artificialneuralnetworksandlineardiscriminantanalysis:avaluablecombinationintheselectionofnewantib