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摘要 本碩士學(xué)位論文主要研究了結(jié)構(gòu)為r f c h 2 n 3 的氟烷基疊氮化合物的合成與反應(yīng) 全 文共分為三部分 第一部分主要內(nèi)容是合成氟烷基疊氮化合物 以三氟乙醇 四氟丙醇為起始原料 合成了一系列的結(jié)構(gòu)為r c h 2 n 3 的氟烷基疊氮化合物 第二部主要敘述了開展研究的氟烷基疊氮化合物反應(yīng)及其結(jié)果 研究了含氟膦亞 胺氮雜 w i t t i g 試劑制備以及與羰基化合物的反應(yīng) 同時(shí)還研究了氟烷基疊氮化合物 r f c h 2 n 3 與烯烴的1 3 一偶極環(huán)加成反應(yīng) 以及1 3 一偶極環(huán)加成的重排反應(yīng) 第三部分內(nèi)容與1 2 一吡喃并 3 4 d 一連三氮唑化合物合成有關(guān) 疊氮化合物與炔 發(fā)生s o n o g a s h i r a 反應(yīng)給出碘代連三氮唑1 6 后者再與炔烴發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)生成5 一炔基 一1 儼連三氮唑一4 一羧甲酸化合物1 9 在a 9 2 c 0 3 催化下 1 9 環(huán)化給出1 2 吡喃并 3 4 口l 一連三氮唑化合物 2 0 對(duì)其生理活性也做了初步測(cè)試 關(guān)鍵詞 氟烷基疊氮化合物 氮雜 w i t t i g 反應(yīng) 1 3 偶極環(huán)加成反應(yīng) 1 肛 1 2 3 卜三 氮唑 氟烷基三唑啉 氟烷基毗唑啉 重氮離子中間體 a b s t r a c t m ym a s t e rd i s s e r t a t i o ni sf o c u s e do nt h es t u d yo fs y n t h e s i sa n dr e a c t i o n so f f l u o r o a l k y la z i d e sr f c h 2 n 3 a n dc o n s i s t so ft h r e ep a r t so fc o n t e n t s t h ef i r s tp a r to fd i s s e r t a t i o nf o c u s e do nt h es y n t h e s i so ft h ef l u o r o a l k y l a z i d e ss t a r t i n gf r o m2 2 2 一t r i f l u o r o e t h a n o la n d2 2 3 3 一t e t r a f l u o r o p r o p a n 1 0 1 t h er e a c t i o no f f l u o r o a l k y l a z i d e sa n dr e l a t e df u o r i n e c o n t a i n i n g c o m p o u n d sw e r ep r e s e n t e di n t h es e c o n dp a r t i tc o n t a i n e dt h er e a c t i o no f 1 3 d i p o l a rc y c l o a d d i t i o no ff l u o r o a k y la z i d e sa n dt h er e a c t i o no ft h ef l u o r i n e c o n t a i n i n ga z a w i t t i gr e a g e n t sn f l u o r o a l k y l i m i n op h o s p h o r a n e sd e r i v e df r o m f l u o r o a k y la z i d e s t h ea p p l i c a t i o no f1 3 d i p o l a rc y c l o a d d i t i o no ff l u o r o a k y l a z i d e si nt h es y n t h e s i so ff l u o r o a l k y l t r i a z o l i n ea n df l u o r o a l k y l p y r a z o l i n e sw a s a l s od i s c u s s e di nt h i sp a r t t h e t h i r d p a r t r e l a t e dt ot h e s y n t h e s i s o f 1 h p r a n o 3 4 一d 1 2 3 t r i a z o l 4 o n e s w h i c h w e r e s y n t h e s i z e d f r o m 5 a l k y n e 1 1 2 3 t f i a z o l e 4 一c a r b o x y l i ca c i dv aa 9 2 c 0 3 一c a t a l y z e di n t r a m o l e c u l a rc y c l i z a t i o n a n d t h e i rp h y s i o l o g i c a la c t i v i t i e sw e r et e s t e d k e y w o r d s f l u o m a l k y l a z i d e s a z a w i t t i gr e a c t i o n 1 3 d i p o l a rc y c l o a d d t i o n 1 h 1 2 3 t r i a z o l i n e f l u o r o a l k y lt r i a z o l i n e s f l u o r o a l k y lp y r a z o l i n e s d i a z o i n t e r m e d i a t e 2 論文獨(dú)創(chuàng)性聲明 本論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果 論文中除 了特別加以標(biāo)注和致謝的地方外 不包含其他人或機(jī)構(gòu)已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究 成果 其他同志對(duì)本研究的啟發(fā)和所做的貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的聲明并表 示了謝意 儲(chǔ)虢瓣即期 論文使用授權(quán)聲明 嘲 n 本人完全了解上海師范大學(xué)有關(guān)保留 使用學(xué)位論文的規(guī)定 即 學(xué)校有權(quán) 保留送交論文的復(fù)印件 允許論文被查閱和借閱 學(xué)校可以公布論文的全部或部 分內(nèi)容 可以采用影印 縮印或其它手段保存論文 保密的論文在解密后遵守此 規(guī)定 作者簽名 導(dǎo)師簽名 日期 r j c 刖吾 1 7 6 4 年 八s m a r g g r a f 用硫酸和螢石合成氫氟酸 1 8 8 6 年 h m o i s s a n 電解h f k f 合成元素氟 對(duì)氟及其化合物的研究從此開始 1 8 9 6 年 比利時(shí)化學(xué)家s w a r t s 通過高 價(jià)金屬化合物制各出了第一個(gè)有機(jī)氟化合物 氟代乙酸乙酯 標(biāo)志著有機(jī)氟化學(xué)的開 始 經(jīng)過一百多年的發(fā)展 有機(jī)氟化學(xué)已逐漸發(fā)展成為有機(jī)化學(xué)中一具有旺盛生命力的 分支 目前正隨著有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域中各方面的發(fā)展而蓬勃發(fā)展 l l o 1 9 5 7 年 s p e r o 等在研究可的松的一系列含氟衍生物時(shí)發(fā)現(xiàn) 和不含氟化合物相比 含氟可的松衍生物作為糖皮質(zhì)激素有更好的活性和更高的抗腫瘤活性 從而揭開了人們 系統(tǒng)研究具有生理活性含氟有機(jī)化合物的序幕 2 1 人們通過對(duì)含氟有機(jī)化合物的性質(zhì) 特別是生理活性 的研究發(fā)現(xiàn)了大量具有特殊生理活性的含氟有機(jī)化合物 現(xiàn)在已經(jīng)有 很多含氟化合物成為了上市藥物 如c a s o d e x e f a v i r e n z g e m c i t a b i n e 和s c 5 8 6 3 5 s c h e m e l h h q e o n 搿n f c a s o d c x 抗前列腺癌 e f a v i r e a z 抗艾滋病 g e m c i t a b i n e 抗癌 s c 5 8 6 3 5 消炎 3 由于氟原子具有最強(qiáng)的電負(fù)性 以及c f 鍵與c h 鍵鍵長(zhǎng)最接近這兩個(gè)基本特征 因此 含氟基團(tuán)的引入常會(huì)對(duì)有機(jī)分子的物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生很大的影響 3 1 主要 表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 1 偽擬效應(yīng) m i m i ce f f e c t 氟原子的v a n d e r w a a l s 半徑 c a 1 3 4a 與氫原子的 v a n d e r w a a l s 半徑 c a 1 1 0a 接近 而且c f 鍵的鍵長(zhǎng) 1 2 6 1 4 1a 也與c h 鍵的鍵 長(zhǎng) 1 0 3 1 1 1a 接近 這就意味著分子中 一個(gè)氫原子被一個(gè)氟原子取代以后 對(duì)分 子的空間體積并不會(huì)有太大的改變 因此 分子中的氫原子被氟原子取代以后的分子仍 能模擬原來的分子與酶受體作用 2 電子效應(yīng) e l e c t r o i l i ce f f e c t 元素氟是周期表中電負(fù)性最大的元素 c 2 5 h 2 1 f 4 o 具有很強(qiáng)的拉電子誘導(dǎo)效應(yīng) 因此 氟原子的引入常改變整個(gè)分子的電 子云分布 使分子的偶極距 酸堿性 分子構(gòu)型等受到較大影響 從而改變其物理和化 學(xué)性質(zhì) 3 鍵的極性效應(yīng) b o n dp l o a re f f e c t 碳?xì)浠衔颿 h 鍵中碳顯d 氫顯d 氫原子 能以質(zhì)子或氫自由基的形式離去 c f 鍵的極性正好與c h 鍵的極性相反 并且鍵能也 極大 c f 鍵 4 8 5k j t o o l c h 鍵 4 1 1k j m o hc c 鍵 3 4 5k j m 0 1 可見 c f 鍵發(fā)生均裂和異裂都很困難 氟原子難以f f 或f 的形式離去 因此 全氟碳化 物往往具有很好的耐光 熱和化學(xué)腐蝕的穩(wěn)定性以及很強(qiáng)的抗氧化能力 疏水效應(yīng) h y d r o p h o b i ce f f e c t 處于化合態(tài)的氟原子 其外圍電子填充緊密 不 易受外界環(huán)境的影響 表現(xiàn)出具有很小的誘導(dǎo)極化率 含氟基團(tuán)之間主要表現(xiàn)為相互排 斥和擴(kuò)散為主的物理性質(zhì) 具有強(qiáng)烈的疏水親脂能力 因此 有機(jī)氟化合物對(duì)生物膜等 組織具有非凡的穿透能力 作為藥物 可以提高在生物體內(nèi)的吸收和傳遞速率 此外 含氟化合物還具有低介電常數(shù)及低折光率 低表面張力 高密度以及在水或 其他介質(zhì)中的溶解度較小等物理性質(zhì) l 因此 有機(jī)含氟化合物在工農(nóng)業(yè) 原子能 宇航 國(guó)防以及科學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的用途i l 經(jīng)過多年的努力 人們對(duì)氟取代對(duì)化學(xué)活性的影響已經(jīng)有比較清楚的認(rèn)識(shí) 并可以 作相當(dāng)?shù)念A(yù)測(cè)l 引 而關(guān)于氟取代效應(yīng)對(duì)生物活性的影響 s c h l o s s e r 的話很有代表性 氟 作為一種取代基 相當(dāng)令人困惑 有時(shí)會(huì)給我們帶來驚喜 但其結(jié)果有時(shí)卻是完全不能 預(yù)測(cè)的 9 1 0 發(fā)現(xiàn)和合成更多的含氟有機(jī)化合物就成為一個(gè)迫切的課題 令人驚奇的是 作為地殼中含量最大的鹵素 自從1 9 4 3 年從南非的一種植物 2 d i c h a p e t a l u mc y m o s u m 分離到第一個(gè)含氟天然化合物氟代乙酸鹽后 自然界中只有1 3 種含氟的次級(jí)代謝物被確認(rèn) 其中還有8 個(gè)是從同一植物的 代謝物中得到的 一氟代 長(zhǎng)鏈脂肪酸同系物 除去這些脂肪族類似物 只有六種含氟天然化合物被確定分離出來 i l o l 為了獲得更多的含氟化合物 發(fā)展合成各種類型含氟有機(jī)化合物的方法學(xué)已經(jīng)成為 有機(jī)化學(xué)中一個(gè)重要的研究領(lǐng)域 自從1 8 9 6 年 比利時(shí)化學(xué)s w a r t 1 制備了第一個(gè)有機(jī) 氟化合物以來 無數(shù)化學(xué)家作了大量的工作 發(fā)展了很多種向有機(jī)分子中引入氟原子的 方法 歸納起來 這些方法可以分為兩類 1 直接氟化法 即通過各種直接的或間接氟化試劑 將氟原子或含氟基團(tuán)引入到 有機(jī)分子中 如f 2 1 2 1 h f 1 s f 4 t 1 4 1 c o f 2 1 15 1 x e f 4 1 1 6 等 但這些氟化學(xué)試劑在使用 過程中反應(yīng)條件劇烈 反應(yīng)的化學(xué)選擇性和區(qū)域選擇性都比較差 產(chǎn)率也不高 因而在 使用上受到了很大的限制 近年來一些溫和而高效的氟化學(xué)試剃 如 7 胺基三氟化 硫 d a s t 四丁基氟化銨 i i f e t 3 n 等的誕生為這類方法注入了新的活力 2 含氟砌塊法 即從簡(jiǎn)單易得的含氟原料出發(fā) 合成出適宜的含氟中問體 把它 們作為含氟砌塊 b u i l d i n gb l o c k 利用含氟砌塊上原有的官能團(tuán)選擇性地與其他分子結(jié) 合從而合成特定結(jié)構(gòu)的化合物 由于含氟砌塊法不涉及c f 鍵的形成 因而它具有選擇 性好 反應(yīng)溫和 產(chǎn)率較高等優(yōu)點(diǎn) 1 8 未來有機(jī)化學(xué)的發(fā)展方向是高選擇性 原子經(jīng)濟(jì) 性的 綠色化學(xué) 因此含氟砌塊法備受有機(jī)化學(xué)家的青睞 本文中我們合成的含氟砌塊是一系列結(jié)構(gòu)為r f c 7 t 2 n 3 的氟烷基疊氮化合物 利用這 樣的含氟砌塊可以向分子中引入c f 3 h c f 2 c f 2 并可以合成一些含氟的氮雜化合物和 雜環(huán)化合物 3 第一部分氟烷基疊氮化合物的合成 自從1 8 6 4 年苯基疊氮和疊氮酸 i 發(fā)現(xiàn)以來 疊氮化合物引起了化學(xué)界的極大興趣 百余年來人們對(duì)疊氮化合物的合成方法 結(jié)構(gòu)測(cè)定及其應(yīng)用作了廣泛的研究i 2 0 1 9 6 6 年u b b 對(duì)疊氮化合物的合成 反應(yīng) 應(yīng)用作了綜述 1 9 8 8 年s c i i v e l l 等1 2 2 j 對(duì)疊氮化 合物的制備方法 疊氮化物和氮賓的重要反應(yīng)以及廣泛應(yīng)用作了系統(tǒng)的闡述 近年來 隨著各方面的需要 人們相繼合成出了許多新的疊氮化合物 有關(guān)專家學(xué)者對(duì)這方面的 進(jìn)展十分重視 對(duì)疊氮化合物及其衍生物的結(jié)構(gòu)與性能的研究日趨深入 有機(jī)疊氮化合 物引起人們極大注意的原因在于它的合成和性質(zhì)都有顯著的特點(diǎn) 合成方法新穎 產(chǎn)率 頗高 用途極其廣泛 一方面它可以合成多種雜環(huán)化合物1 2 3 及其他化合物 例如為合成 生物堿m u r r a y a q u i n o n e b s c h e m e2 1 2 4 1 有效的抗腫瘤試劑c c 1 0 6 5 磷酸二脂酶抑制 劑p d e i 和p d e i i s c h e m e 3 1 2 5 等提供了合成的關(guān)鍵步驟 另一方面有些疊氮化合物本 身就可以作為重要的藥物 例如a z t 3 疊氮 3 脫氧胸苷 f i g u r e1 l 冽是一種很好的抗 病毒藥 對(duì)逆轉(zhuǎn)錄病毒特別是艾滋病病毒有特效抗病毒活性 并可用于治療白血病 它 是目前治療艾滋病的首選藥物 s c h e m e2 生物堿m u r r a y a q u i n o n e b 的合成 m 母幫m o 且m 覦 旦 00 m u r r a y a q u i n o n e b r e a g e n t s i m e 0 2 c c h 2 n a n a o m e m e o h 1 5 0 c i i t d u e n e r e f l u x i i i m e l k c 0 3 a c e t o n e i v m 葉歸 b u t y r o l a c t o n e n a o m e d i o x a n e v h 2 0 n a o h d i o x a n e v i p c c c h 2 c 1 2 v i i m e o h b f a v i i i h v a i r m e o h s c h e m e3c c 1 0 6 5 p d e i 和p d e l l 的合成 4 m 0 2 c t 紗n s 獨(dú) b si o b z i 拋m eb r 皿 m eb r 一 幫h 一慨c 謹(jǐn)百r p d e i p d e i i o c h 3 h o i 0 5 n l 洲s r f s 0 2 n 3 7 0 m e 0 0 c c h 3 c n 諦rn o t m m s 穗o 囂 s 0 2 r f 5 氟烷基磺酰疊氮在光照下也能與烯烴發(fā)生加成以及插入反應(yīng) 因此我們對(duì)疊氮化合物光 照或加熱生成乃春中間體的反應(yīng)產(chǎn)生了濃厚的興趣 特別是用疊氮通過1 3 偶極環(huán)加成反應(yīng)來制取含有五元環(huán)的雜環(huán)化合物1 4 2 1 而這 些五元環(huán)的化合物由于含有三個(gè)氮原子 所以使一些有機(jī)化合物分子在藥物方面有很強(qiáng) 的生物活性和生理活性 如1 2 3 三唑啉等之類的有機(jī)化合物1 4 3 j 同時(shí)我們考慮到氟 元素的特殊性質(zhì) 由于氟原子的作用也能使一些有機(jī)化合物產(chǎn)生很好的生物活性和生理 活性 4 5 1 我們查閱很多文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)很少有關(guān)于氟烷基疊氮化合物和烯烴反應(yīng)來制取1 2 3 三唑啉i 蛔 所以我們就想用氟烷基疊氮化合物和烯烴反應(yīng)看是否能發(fā)生反應(yīng) 反應(yīng)結(jié) 果如何 我們?cè)O(shè)想氟烷基疊氮化合物和一些不含有吸電子基的烯烴在三氯甲烷溶液中在紫 外燈照射下 看看能否把疊氮轉(zhuǎn)變?yōu)榛顡艿牡e中間體和雙鍵發(fā)生加成反應(yīng)生成三元環(huán) 的氮丙啶化合物 結(jié)果發(fā)現(xiàn)疊氮并沒有參與反應(yīng) 我們變換反應(yīng)條件 在三氯甲烷溶液 中加熱同樣是不反應(yīng) 我們就想研究雙鍵上含有吸電子基的烯烴和疊氮能否發(fā)生1 3 偶極環(huán)加成反應(yīng) 我們就用丙烯酸甲酯和疊氮在光照的條件下反應(yīng) 結(jié)果發(fā)現(xiàn)反應(yīng)過于 復(fù)雜 我們又調(diào)節(jié)紫光燈的電壓 結(jié)果也是不理想 帶著這樣的問題我們就確定再變換 反應(yīng)條件 看它是否在加熱條件下能不能發(fā)生反應(yīng) 反應(yīng)情況如何 我們選擇的反應(yīng)條件 是在對(duì)氯甲苯溶液中加熱至4 5 c 反應(yīng) 結(jié)果發(fā)現(xiàn) 反應(yīng)結(jié) 果變得較好 我們又變換反應(yīng)溶劑 開始我們使用對(duì)氯甲苯在4 5 c 下反應(yīng)3 天通過跟 蹤反應(yīng)發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)新點(diǎn)產(chǎn)生 而且反應(yīng)效果較好 但是后處理的時(shí)候由于對(duì)氯甲苯的沸 點(diǎn)較高不易除去 雖然反應(yīng)的產(chǎn)率較好 我們就經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)三氯甲烷很適合做此反應(yīng) 的反應(yīng)溶劑 結(jié)果如t a b l e4 1 2 t a b l e 4 o 兒 o c h 3 i l s o l v e n t t e m p c h 2 c f 2 c f 2 h 3 1 01 1 h f 2 c f 2 c h t a b l e4 氟烷基疊氮化合物在不同條件下的1 3 偶極環(huán)加成反應(yīng) o 鼬r y 酬v e n t 伽p e c r 砒町6砥h w a a 慚 y j 啦動(dòng) c 厶a 1o d c b4 5 7 22 3 4 4 2t h f4 07 2 1 42 1 3 c h c l 3 r t7 22 73 1 4 c h c l 3 5 0 2 7 5 c h 2 c 1 2 r t7 2 92 6 1曼望2 k 絲 j 4 產(chǎn)率為柱層析分離得到 通過柱層析我們得兩種產(chǎn)物分別為t a b l e4 中的1 1 和1 2 通過氫譜和質(zhì)譜我們可 以很容易確定化合物1 1 是三唑啉 但是化合物1 2 通過氫譜和質(zhì)譜的研究發(fā)現(xiàn)它是疊氮 和兩分子的烯烴反應(yīng)的產(chǎn)物 為了進(jìn)一步確定反應(yīng)產(chǎn)物1 2 的結(jié)構(gòu) 于是我們做個(gè)單晶 衍射發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)就是我們推測(cè)的結(jié)構(gòu) 如 圖1 化合物1 2 的單晶衍射圖 根據(jù)單晶結(jié)構(gòu)我們推測(cè)其反應(yīng)機(jī)理為 先是氟烷基疊氮化合物3 與烯烴1 0 發(fā)生1 3 偶極環(huán)加成反應(yīng)生成五元環(huán)的化合物n 由于化合物1 1 易發(fā)生氮氮鍵發(fā)生電子轉(zhuǎn)移 開環(huán)生成重氮鹽a l 同時(shí)與酯基相連的碳原子上有一個(gè)氫原子酸性較強(qiáng) 所以可能發(fā) 生了氫遷移 生成了重氮離子和碳負(fù)離子a 2 于是a 2 又與一分子的烯烴反應(yīng)生成化合 物a 3 但是化合物a 3 的熱穩(wěn)定性不高 所以又發(fā)生了 1 3 氫遷移生成更穩(wěn)定的化合 物1 2 我們經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)與化合物1 2 的單晶衍射結(jié)構(gòu)相同 所以我們 確定此反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理如下 s c h e m e 6 s c h e m e 6 h c f 2 c f 2 c h 2 n 3 o a c h 31 0 憫2 n 2h n c h 2 c f s c f 2 h h f 2 c f hs c h i f t o 憫2 n 2n c h 2 c f 2 c f 2 h h f 2 c f 反應(yīng)機(jī)理確定后 我們用一系列的烯烴和氟烷基疊氮化合物反應(yīng) 結(jié)果發(fā)現(xiàn) 并不 1 4 c h 巳 八 哆 移 n l 是所有的烯烴都能與其反應(yīng) 即使反應(yīng)有的反應(yīng)效果也不是很好 如t a b l e 5 表當(dāng)丙烯 酸甲酯和甲基乙烯酮反應(yīng)時(shí)反應(yīng)的效果很好 但是當(dāng)氟烷基疊氮化合物是三氟乙基疊氮 時(shí)反應(yīng)生成的三唑啉得不到純的化合物 如t a b l e5 中e n t r y4 5 當(dāng)反應(yīng)物烯烴上的 吸電子基的吸電子能力不強(qiáng)時(shí) 不能使五元環(huán)上的氮氮鍵斷裂生成偶極離子 因此反應(yīng) 只能生成三唑啉而不能進(jìn)一步反應(yīng)生成重排產(chǎn)物 如t a b l e5 中e n t r y3 6 s c h e m e 7 唰批 1 導(dǎo)叫礦 r f h 2 c h 洲毀r 3 3 a r f h c f 2 c f 2 3 b r f c f 3 1 0 l o a r 1 c 0 2 m e 1 0 b r i c o m e 1 0 c r i c o n h 2 t a b l e5 氟烷基疊氮化合物與烯烴的反應(yīng) o 2 峨吼產(chǎn) 5 2 61 1 a b1 51 2 a b5 7 3 h c f c f 2 2 4 1 1 a c 3 3 1 2 a c0 2 41 1 h a一1 2 h a3 6 2 41 1 b b 1 2 b b4 1 0 6皿 產(chǎn)洲z 5 2 4 l l b c2 91 2 b c 卜 卜 產(chǎn) 所有的結(jié)果都是柱層析分離 但是當(dāng)我們用丙烯酰胺做反應(yīng)底物時(shí) t a b l e5 e n t r y 3 6 反應(yīng)只得到一種化 合物 而且其化合物的氫譜很復(fù)雜 因而不能從氫譜上面分析出其化學(xué)結(jié)構(gòu) 我們借用 單晶衍射圖譜發(fā)現(xiàn)氫峰的規(guī)則裂分是由于單晶衍射圖2 3 中f 4 在化合物中不是固定 不變的 它在一分子的化合物中是來回震動(dòng)的 從而導(dǎo)致了氫譜上的譜圖裂分很復(fù)雜 但是有幾組峰是對(duì)稱裂分的 同時(shí)我們通過衍射圖譜發(fā)現(xiàn)此化合物是三唑啉 但是此反 應(yīng)只有一種產(chǎn)物 我們認(rèn)為可能是由于烯烴上的吸電子基的吸電子能力不強(qiáng) 不能促使 三唑啉發(fā)生迸一步重排從而得到重排產(chǎn)物 單晶衍射圖2 化合物l l a c 單晶衍射圖3 化合物l l a c 由于上面反應(yīng)我們得出結(jié)論三唑啉可以和烯烴進(jìn)一步反應(yīng) 我們就用l l a a l l a b u b a 做為反應(yīng)底物與不同的和烯烴反應(yīng) 結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)烯烴上的吸電子基團(tuán)為強(qiáng)吸電 子基時(shí)反應(yīng)能很快進(jìn)行而且反應(yīng)產(chǎn)率較高 如t a b l e6e n t r y l 7 但是當(dāng)反應(yīng)物的烯烴為 不含吸電子基的烯烴或者烯烴的吸電子基團(tuán)不強(qiáng)時(shí)反應(yīng)不能進(jìn)一步反應(yīng)如t a b i e6 e n t r y 8 我們還發(fā)現(xiàn)當(dāng)烯烴即使有強(qiáng)吸電子烯烴時(shí) 如果其空間位阻太大重排反應(yīng)也不能夠 發(fā)生 如t a b l e 6 e n t r y 9 1 0 1 0 a r 1 c o s m e 1 0 b r 1 c o m e 1 0 c r 1 c o n h 2 l o d r 1 c n l o e r i c h 2 3 c o 移開1 c h 2 r f 1 1 1 1 a r f h c f 2 c f 2 1 l b r f c f 3 1 1 a r 1 c 0 2 m e 1 l b r 1 c o m e c h c l 3 7 5 0 c 1 2 凡 1 7 8眥 r e hcs t a b l e6 三唑啉與烯烴的進(jìn) 步反應(yīng) t e m p e r a t u r e t i m ep r o d u c ty i e l d 2 z o p o c h o 慨 一疋x 2 瞬2 c h 2 一l j 戶龜 且 c 恍黟 洲3 3 產(chǎn)毗c 恍 r 岍艫刪z 一融 5 r n h c f z c f 2 c h 2 i q 戮洲3 0 zh s 曠洲峨c 一黟弋 r 洲c 眺 黟 洲3 0 s 卜幡艫刪卜脅r b o h c f 2 c f 2 c h 2 一 洲3 7 5 31 2 a b a8 6 7 5 31 2 b a a7 9 7 531 2 a b b9 0 7 531 2 a a d8 8 7 53 1 2 a b d8 3 7 53 1 2 b a d7 9 7 52 41 2 a a c 7 5 2 4 1 2 a a e 一 柱層析分離 通過上面的研究我們認(rèn)為空間位阻也會(huì)影響反應(yīng)物能否順利進(jìn)行下一步反應(yīng) 我們 就選用了另一種不同類型的烯烴來研究其化學(xué)性質(zhì) 我們用氟烷基疊氮化合物與烯烴1 0 反應(yīng)產(chǎn)物有一種 但是當(dāng)分離產(chǎn)物時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物極性與烯烴極性相同 我們想通過改變反 應(yīng)物的當(dāng)量比使烯烴完全反應(yīng) 結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)此烯烴在反應(yīng)中并不能完全參與反應(yīng) 我 們就想看此反應(yīng)產(chǎn)物是否也能與別的烯烴發(fā)生重排反應(yīng) 于是我們選取一系列的烯烴作 為反應(yīng)物 結(jié)果發(fā)現(xiàn)它們也能進(jìn)一步反應(yīng)得到重排產(chǎn)物 但是產(chǎn)率不高如t a b l e7 中的 e n t r y1 6 我們認(rèn)為產(chǎn)率不高可能是第一步反應(yīng)時(shí)由于烯烴的空間位阻較大從而阻礙了 1 3 偶極環(huán)加成反應(yīng)的進(jìn)行 所以總產(chǎn)率偏低 這說明了此反應(yīng)的1 3 一偶極環(huán)加成 可能受到吸電子基團(tuán)強(qiáng)弱和空間位阻的影響 s c h e m e9 r f c h 2 n 3 3 a 3 b r 2 r 2 t a b l e 7 化合物1 2 的制備 礦 1 0 a r i c 0 2 m e l o b r i c o m e l o d r i c n b 2 r f c h 2 n h 寧h 悶 州 n 火r 1 2 柱層析分離 1 9 第三部分1 2 一吡喃并 3 4 一翻一連三氮唑化合物的合成以及 其藥物活性測(cè)試 由于本小組l 2 p e 喃并 3 4 一翻一連三氮唑化合物合成已經(jīng)做了大量的研究 而且對(duì) 部分化合物也做了活性測(cè)試 結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)化合物中含有氟原子時(shí)結(jié)果化合物沒有生理活 性 而當(dāng)化合物與氮相鄰的基團(tuán)是芳香化合物時(shí)化合物就具有抗流感等生物活性 我們 認(rèn)為此類化合物具有很高的研究?jī)r(jià)值 以用來研究制備新藥等作用 從而拓展人類在這 方面的研究 發(fā)現(xiàn)一些有價(jià)值的新化合物 我們選用了乙基疊氮和異丙基疊氮等化合物作為反應(yīng)底物等 用來研究反應(yīng)最終產(chǎn) 物的生物活性和藥物活性 于是我們查閱一些相關(guān)文獻(xiàn)首先來制取疊氮化合物m 于是 我們用糠醛來制取氯甲基呋喃m j 從而制得疊氮化合物 如下表 讓c h n a b h 竺4 醪一 h 一 一a 1 3 在制備氯甲基呋喃的過程中 我們?cè)诒}浴的條件下制備1 3 c 結(jié)果有大量的聚合物 產(chǎn)生造成了產(chǎn)率較低 我們首先用用鹵代化合物溶解在d m f 的溶液里室溫?cái)嚢?反應(yīng) 充分后水溶解二氯甲烷萃取蒸餾得到疊氮化物 如下t a b l e8 s c h e m e1 0 r 3 1 3 1 3 a r 3 c 2 h s x b r 1 3 b r 3 c 3 h t x b r 1 3 c r 3 c 5 h 5 0 x c i 1 3 d r 3 c 5 h s s x c i t a b l e8 疊氮化合物的制備 r 3 n 3 1 4 2 0 41 3 dd m fr t2 4 1 4 d7 8 蒸餾 我們小組對(duì)1 2 一吡喃并 3 4 d 連三氮唑化合物的合成 已經(jīng)做了大量工作 而 且一些化合物已經(jīng)做了初步藥物活性測(cè)試 發(fā)現(xiàn)它們雖然有活性 也只是部分化合物才 有 所以我們想繼續(xù)進(jìn)一步研究它們 看是什么因素影響了它的藥物活性強(qiáng)弱 s c h e m e1 1 r 3 n 3 三三三一r 4 ic i 1 4 1 4 a r 3 c 2 h 5 1 4 b r 3 c 3 h 7 1 4 c r 3 c 5 h 5 0 1 4 d r 3 c 5 h 5 s 1 5 1 5 ar 4 c o o c h a 1 5 br 4 c o o e t r n 心n 只 l凡 1 6 在合成碘代連三氮唑化合物的過程中 我們發(fā)現(xiàn)溫度對(duì)反應(yīng)的產(chǎn)率有較大影響 特 別是我們?cè)诤铣? 6 a 1 6 b 時(shí) 因?yàn)楫?dāng)分別加入一氯化碘和三乙胺時(shí) 反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng) 放出大量的熱 由于1 4 a 1 4 b 的沸點(diǎn)較低揮發(fā)出去造成了反應(yīng)不能完全進(jìn)行 從而使 反應(yīng)的產(chǎn)率變低 所以反應(yīng)要在冰水浴的條件下反應(yīng) 而且滴加三乙胺和一氯化碘時(shí)要 緩慢進(jìn)行 化合物的產(chǎn)率如下表t a b l e9 由于這些化合物都是最終產(chǎn)物的反應(yīng)中間體 因此我們并沒有把他們的數(shù)據(jù)全部做出來只做了氫譜 t a b l e9 碘代連三氮唑化合物的制備 柱層析分離 首先我們把制得的化合物1 6 和1 7 在催化劑條件下發(fā)生s o n o g a s h i r ar e a c t i o n 得到 化合物1 8 然后在乙醇的氫氧化鈉溶液中室溫反應(yīng) 反應(yīng)完全后得到化合物1 9 化合物 1 9 再發(fā)生并環(huán)反應(yīng)得到一系列的吡喃并三氮唑化合物2 0 s c h e m e1 2 r 3 一心 r 八 lr 4 1 6 1 7 1 鈾 r 3 c 2 h 5 1 6 b r 3 c 3 h 7 1 6 c r 3 c 5 h 5 0 1 6 d r 3 c 5 h 5 s n ac l o h e t o h 1 7 a r s t b u 1 7 b r 5 b u 1 7 c r s c h 2 0 h 魚生 i 絲 璺 墮魚q t h f r lo rr e f l m r 1 9 t a b r e1 01 2 吡哺并 3 4 一口9 一連三氮唑化合物合成 1 b 0 柱層析分離 有上表t b l e1 0 我們看出2 0 a c 2 0 b c 2 0 d c 的產(chǎn)率較低 我們認(rèn)為是在發(fā)生s o n o g a s l l i r a 偶聯(lián)反應(yīng)時(shí)炔烴上所含的羥基對(duì)發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)產(chǎn)生了影響抑制了反應(yīng)的完全進(jìn) 行 當(dāng)然最重要的是在進(jìn)行堿化水解的那一步 反應(yīng)出現(xiàn)了大量的副產(chǎn)物 所以造成了 最終產(chǎn)物l 2 1 吡喃并 3 4 一胡一連三氮唑化合物的產(chǎn)率較低 我們對(duì)該系列的化合物做了 部分研究 同時(shí)想研究他們的藥物活性 我們委托中國(guó)國(guó)家新藥篩選中心對(duì)這些化合物 的抗流感甲型病毒活性和抗白血病活性進(jìn)行了測(cè)試 從t a b l e1 1 中我們可以看到 本章 中合成的吡喃連三氮唑類化合物2 0 a c 2 0 b c 具有抗流感甲型病毒的活性 而抗白血病 活性測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)沒有藥物活性 詳見附件 t a b l e1 1 測(cè)試項(xiàng)目 測(cè)試原理 抗流感甲型病毒初篩報(bào)告 抗流感甲型病毒活性篩選 以m d c k 狗腎 細(xì)胞為病毒宿主 測(cè)定樣品抑制病毒引起細(xì)胞病變程度 c p e 測(cè)試材料和方法 1 病毒株 流感甲型病毒 濟(jì)防9 0 1 5 在雞胚尿囊腔內(nèi)培養(yǎng)傳代 2 0 0 6 9 一8 0o c 保存 2 樣品處理 樣品溶于d m s o 配成適宜初始濃度 再用培養(yǎng)液作3 倍稀釋 各8 個(gè)稀 釋度 3 陽性對(duì)照藥 病毒唑 r b v 浙江康裕藥業(yè)有限公司 批號(hào)2 0 0 5 0 6 1 2 4 測(cè)試方法 m d c k 細(xì)胞接種9 6 孔培養(yǎng)板 置5 c 0 2 3 7 培養(yǎng)2 4 小時(shí) m d c k 細(xì)胞加入流感甲型病毒1 0 3 1 0 倍t c i d 5 0 3 7 c 吸附2 小時(shí)后傾去病毒液 分別加 入不同稀釋度藥物 設(shè)病毒對(duì)照和細(xì)胞對(duì)照 3 7o c 培養(yǎng)3 6 小時(shí) 觀察結(jié)果 記錄 c p e 計(jì)算各樣品抗流感病毒半數(shù)抑制濃度 i c 5 0 測(cè)試結(jié)果 注 1 表中 表示樣品在最大無毒劑量無抗流感甲型病毒活性 2 碼曠藥物半散有毒濃度 i g 曠藥物對(duì)病毒半數(shù)抑制濃度 s h 選擇指數(shù) s i t c 卯 i c 5 0 全文總結(jié) 本論文主要研究了結(jié)構(gòu)為r f c h 2 n 3 的氟烷基疊氮化合物的合成與反應(yīng) 這是首次 明確提出這類具有特殊結(jié)構(gòu)的氟烷基疊氮化合物r f c h 2 n 3 與三苯基膦反應(yīng) 及產(chǎn)物與羰 基化合物反應(yīng)制取亞胺化合物 以及其與烯烴化合物的反應(yīng)研究 還用不含氟的疊氮通 過一系列的反應(yīng)制取1 2 吡喃并 3 4 一胡一連三氮唑化合物 首先 從三氟乙醇 四氟丙醇為起始原料 通過幾步簡(jiǎn)單的反應(yīng)合成了結(jié)構(gòu)為 r f c h 2 n 3 的氟烷基疊氮化合物 一c h 3 s 0 2 c i e t n rfch20mrsfch 2 0 h e b o o c r f c h 2 s r f c f s h c f z c f z n a n 女p e g 6 0 0 0 d m s o 1 1 0 1 2 0o c 接著 我們對(duì)所合成的氟烷基疊氮化合物的反應(yīng)進(jìn)行研究 一 氟烷基疊氮化合物r f c h 2 n 3 制取亞胺 氟烷基疊氮化合物r f c h 2 n 3 和三苯基膦在 乙醚溶液中室溫反應(yīng) 制備了含氟膦亞胺化合物 接著再與含有羰基的化合物發(fā)生氮雜 w i t t i n g 反應(yīng)制得亞胺化合物 研究發(fā)現(xiàn) 當(dāng)反應(yīng)物是脂肪烴的酰氯 產(chǎn)物就不穩(wěn)定不 能得到亞胺化合物 但當(dāng)是芳香烴的酰氯時(shí) 得到穩(wěn)定的亞胺化合物 同時(shí)當(dāng)反應(yīng)底物 為酮時(shí) 反應(yīng)得不到亞胺化合物 r f n 3 r f n p p h a o r c x 墜里 r f n p p h 3 r t 6 h 型竺 r f n c x r o 一 一 8 0 0 c 二 氟烷基疊氮化合物r i c h 2 n 3 與烯烴的反應(yīng)研究 在三氯甲烷為溶劑加熱條件下 反 應(yīng)產(chǎn)物為三唑啉以及重排產(chǎn)物 研究發(fā)現(xiàn) 當(dāng)反應(yīng)為室溫條件下 三唑啉的產(chǎn)率較低 當(dāng)反應(yīng)物為烯烴且雙鍵上不含有吸電子基時(shí) 反應(yīng)不能進(jìn)行 烯烴的雙鍵上含有吸電子 基且吸電子基團(tuán)為強(qiáng)吸電子基 位阻較小時(shí) 反應(yīng)能順利進(jìn)行 但是 當(dāng)其位阻較大或 者是吸電子基團(tuán)的吸電子能力較弱時(shí) 重排反應(yīng)同樣不能進(jìn)行 同時(shí)三唑啉也能與部分 雙鍵上含有吸電子基的烴進(jìn)一步反應(yīng) 刪批 礦爭(zhēng)叫礦 r f h 2 c h 洲鍛凡 f r n 一一 c h 2 r f c h c b w h n h 2 c 跫 h n 7 5 0 c n 文 r 三 l 2 一吡喃并 3 4 一胡一連三氮唑化合物合成 在無水無氧的條件下 以等當(dāng)量的c u i 作為反應(yīng)的促進(jìn)劑 t h f 為溶劑 e t 3 n 為堿 疊氮化合物r 3 n 3 末端炔和i c i 三組分 在室溫下進(jìn)行反應(yīng) 反應(yīng)得到碘代連三氮唑化合物 碘代連三氮唑的s o n o g a s h i r a 反應(yīng) 產(chǎn)物5 一炔基一1 儼連三氮唑一4 一羧甲酸酯 經(jīng)水解后得到的酸可以在a 9 2 c 0 3 的催化下發(fā) 生環(huán)化反應(yīng) 生成單一的六元環(huán)產(chǎn)物 l 2 一吡哺并一 3 4 一翻一連三氮唑化合物 研究 表明 加入e t 3 n 和i c i 時(shí)放出大量的熱故而反應(yīng)要在冰水浴的條件下反應(yīng) 否則 產(chǎn)率 較低 因?yàn)榀B氮化合物的沸點(diǎn)較低 r 3 n 3 2 r 4 i c l i r 5 p d c l 2 p p h 3 2 c u l k 2 c o t h f r t o rr e f l u r r 3 一n 心n 只 i r 4 r f h c f d 3 f 2 c f 3 r f c h 2 0 h 啷州尸反 r n a o h e t o h 三三二璺 i c i c u l e t 3 n t h f 盱乒凡 a 9 2 c 0 3 論文總結(jié)示意圖 r 1 新化合物一覽表 編號(hào)化合物 編號(hào)化合物 7 a a 一n c h 2 c 溉h 7 a b z n 一n c h 2 c 溉h a c h 3 c 一n c h 2 c f 2 c f 2 h 7 a d c 兮n c h 2 c f 2 c e h 7 a e 肚n c h 2 c 啦h 7 a f 肚n c h 2 c 咿 h 7 a g 訴刪z c e h 7 b a 一n c h 2 c 巳 7 b b n 伊n c h 2 c e j 7 i m h a c o 一刪2 c f 3 7 m c 兮n c h 2 c 巳 7 l 孓一刪書巳 j 7 b f 肚n c h 2 c 巳 b g 研刪z c 巳 9 a a h f 2 c f 2 c h 2 c n c 2 n c h 2 c f 2 c f 2 h u 柚 慨c 唰z 一扎 o c h 3 1 l a b h c f 2 c f 2 c h 2 芷 l l a c h c f 2 c f z c h z n n j n 沙 n h 2 1 2 u h c f 2 c f 2 c h 2 n h c h 2 弋 毛 h 3 1 j 弋h l l b c f 3 南 m f 3 c h 黟節(jié) n h 2 1 2 a b 虬矗 硝 1 2 b a j 執(zhí)3 0 c f 3 c h 2 n h c h 2 n 吼 h n 一 o 1 2 a b a h c 弋f c h 杯2 吼 1 2 b b o釉 ch2nhch2 h n n 1 2 a a d 1 2 a b d h c c c h n h g 圣翁c n 3 峨c 唰z 呲0 h z o x c h 盯c n 1 2 b a d1 2 a f a c n 哆7 汛 孓h c ho h n n c 2 h 5 u h 3 c 0 與0 1 2 a f b 吣 o c 2 h 5 l z a f d 映y o c 2 h 5 啦h 7 弋n h c h h s 巳h 甲吼 2 n h 弘c h o c 2 h 5 n n 產(chǎn)o 1 2 b h q v 0 c 2 h 5 1 2 b m o c 2 h 5 c 糕n h 5 c 糕n 7 h 5 i 一 n d n o當(dāng)o 1 2 b 陽 q v o c 2 h 5 2 0 a a 一 民o 眠c糕n7 h 吣6 六 n 2 0 a b 2 0 a c 廣h n n 奄 h o 2 0 b a 土一 2 0 b b 扭 產(chǎn) o d n n 2 0 c a 緲儀 民 吣 吣d h o 卅 2 0 d a 妙儀 2 0 d b 緲儀 n 吣d 1 一 j 2 0 d c 少b h o 實(shí)驗(yàn)部分 1 hn m r 用b r u k e r a m 一3 0 0 3 0 0m h z 型核磁共振儀測(cè)定 以t m s 為內(nèi)標(biāo) c d c l 3 或c d 3 c o c d 3 作溶劑 1 9 fn m r 譜用b r u k e ra m 3 0 0 2 8 2m h z 型核磁共 振儀測(cè)定 以c f c l 3 為外標(biāo) 高場(chǎng)為負(fù) 紅外光譜用s h i m a d z ui r 一4 4 0 型和 p e r k i n e l m e r9 8 3 型紅外光譜儀測(cè)定 液體樣品采用液膜法 固體樣品采用溴化 鉀壓片法 m s e i 譜用h p 5 9 8 9 a 型質(zhì)譜儀測(cè)定 g c m s 用f i n n i g a nm d 8 0 0 型 質(zhì)譜儀測(cè)定 元素分析由i t a l i a nc a r l o e r b a1 1 0 6 型和p e r k i n e l m e r2 4 0 0 c h n 型 元素分析儀測(cè)定 所有化合物的熔點(diǎn) 沸點(diǎn)均未校正 實(shí)驗(yàn)所用溶劑中 四氫呋喃是在氮?dú)獗Wo(hù)下 以二苯甲酮為指示劑 于鈉絲 中回流制得 n n 二甲基甲酰胺由氫化鈣干燥后減壓重蒸制得 二氯甲烷于氫化 鈣中回流制得 第一部分氟烷基疊氮化合物的合成 化合物1 的制備 r f c h 2 0 h 砦r f c h 2 0 m s 12 典型操作 加r f c h 2 0 h 3 0m m 0 1 e t 3 n 3 3r e t 0 0 1 e t 2 0 2 5m 1 于反應(yīng)瓶 并置于冰水浴中 攪拌下向其緩慢滴加c h 3 s 0 2 c i 3 3r e t 0 0 1 滴加完畢后繼續(xù)室 溫?cái)嚢?h 用乙醚將反應(yīng)液移至分液漏斗 加入冰水 使沉淀全部溶解 分出 有機(jī)相 有機(jī)相分別用1 0 鹽酸 飽和n a h c 0 3 水溶液 飽和食鹽水洗滌 無 水m g s 0 4 t 燥 減壓除去溶劑后 減壓蒸餾即得r f c h z o m s 化合物2 a h c f 2 c f 2 c h 2 0 m s 2 2 3 3 一t e t r a f l u o r o p r o p y lm e t h a n e s u l f o n a t e 2 a c o l o r l e s sl i q u i d b p 1 8 0o c 1 6m m a g 1 h n m r c d c l 3 d3 1 3 s 3 8 4 5 6 t t 1 h z j 2 1 3 h z 2 田 5 9 6 t t j t 4 h z j 2 5 3 h z 1 8 1 9 fn m r c d c l 3 d 1 3 7 6 9 d 2 r 1 2 4 0 2 1 2 3 9 2 m 2 f 化合物2 b c f 3 c h 2 0 m s 2 2 2 一t r i f l u o r o e t h y lm e t h a n e s u l f o n a t e 2 b c o l o r l e s sl i q u i d b p 9 7 9 9 c0 5m m h g 1 hn m r c d c l 3 d3 1 5 s 3 8 4 5 4 q j 8h z 2 8 1 9 f n m r c d c l 3 d 一7 4 0 8 t j 8 h z 3 f 化合物3 的合成 r r c h z o m s n a n a 鹽 i r r c h z n a 2 3 典型操作 加r f c h 2 0 m s n a n 3 p e g 一6 0 0 0 摩爾比 1 1 5 0 1 d m s o 于反應(yīng) 瓶中 加熱至1 1 0 2 反應(yīng) 1 9 f 譜跟蹤至反應(yīng)完全 將反應(yīng)液倒入冰水中 用乙 醚萃取 合并有機(jī)相 用飽和食鹽水洗滌 無水m g s 0 4 干燥 除去乙醚 蒸餾 即得r f c h 2 n 3 化合物3 a h c f 2 c f 2 c h 2 n 3 3 a z i d o 1 1 2 2 t e t r a f l u o r o p r o p a n e 3 a c o l o r l e s sl i q u i d b p 8 1 8 2 0 c i g1 1 1 0 2 1 1 7 鋤 1 h n m r c d c l 3 d 3 7 1 化j 1 4 h z 2 哪 5 9 0 0 t a 4 h z j 2 5 3 h z 1 田 1 9 fn m r c d c l 3 d 1 3 7 3 9 d 2 f 1 2 1 1 5 一一1 2 1 0 4 m 2 f m s a d z 1 5 8 m 6 1 3 0 2 1 0 1 4 7 5 1 1 0 0 a n a l c a l c df o rc 3 h 3 f 4 n 3 c 2 2 9 4 h 1 9 3 n 2 6 7 5 f 4 8 3 8 f o u n d c 2 2 7 7 h 1 9 0 n 2 6 3 7 f 4 8 4 4 化合物3 b 2 a z i d o 1 1 1 一t r i f l u o
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