1-芐基-2,3-哌嗪二酮的合成及表征

題目：1-芐基-2,3-哌嗪二酮的合成及表征目錄中文摘要 1英文摘要 2TOC\o"1-4"\h\z\u1引言 引言隨著社會的快速發(fā)展，人們追求快節(jié)奏生活模式，忽略了健康生活的習(xí)慣導(dǎo)致當(dāng)今社會人們的健康問題日益嚴重，新型疾病層出不窮。據(jù)2018年全球癌癥統(tǒng)計數(shù)據(jù)報告：2018年全球約有960萬癌癥死亡病例，1810萬癌癥新發(fā)病例。據(jù)2018年世界衛(wèi)生組織報告：2016年全球死于心血管疾病約有2000萬人，相當(dāng)于全球死亡人數(shù)的1/3。據(jù)2017年世界衛(wèi)生組織報告：2015全球約有210萬人新感染了HIV，約有110萬人死于HIV相關(guān)疾病。到2015年底，預(yù)計有3670萬人感染了HIV病毒。由于新型疾病也不斷出現(xiàn)，老舊的藥物不再有效，人們健康不斷惡化的情況促使著我們不斷研究新的藥物，哌嗪二酮類化合物是一個重要的研究方向。通過對哌嗪二酮類化合物結(jié)構(gòu)的研究，探索未來可能的制藥方向。1.1哌嗪二酮類化合物介紹哌嗪二酮類化合物基本結(jié)構(gòu)形態(tài)為（圖1-1）：一個六元雜環(huán)對位上含有兩個氨基，雜環(huán)其余位置含有兩個羰基。氨基可以連接不同基團，雜環(huán)上羰基的位置可以為鄰、間、對。通過連接不同基團與改變羰基的位置，可以使不同的哌嗪二酮類化合物具備不同性質(zhì)。圖1-1哌嗪二酮類化合物結(jié)構(gòu)示意圖

1.1.1哌嗪二酮類化合物治病機理哌嗪二酮類化合物的結(jié)構(gòu)特征是由兩個氨基酸通過肽鍵縮合而成的環(huán)二肽，這使得哌嗪二酮上有兩個氫鍵給體和兩個氫鍵受體，氫鍵是藥物與受體相互作用的主要方式之一，而且穩(wěn)定的六元環(huán)骨架結(jié)構(gòu)使哌嗪二酮類化合物在藥物化學(xué)中成為一個重要的藥效團，表現(xiàn)出了抗真菌、抗病毒、抗細菌、抗腫瘤、免疫抑制神經(jīng)保護、抗高血糖、抗瘧疾、抗朊病毒等多種顯著的生物活性和藥理活性[1]。有些哌嗪二酮類化合物是細胞之間交流的信號分子，能夠激活或抑制細菌LuxR介導(dǎo)的群體感應(yīng)，被認為是通過干擾微生物之間的信息交流來控制生物膜形成的潛在新型抗感染藥物。1.1.2哌嗪二酮類化合物藥用價值的發(fā)現(xiàn)歷程1958年French等發(fā)現(xiàn)雙醛雙氨基硫脲等螯合劑有抗小鼠S-180和白血病L1210的作用。1963年Furst進一步提出假說，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)抑制人或?qū)嶒瀯游锬[瘤的藥物事實上是螯合劑或是潛在螯合劑。1969年Creighton等發(fā)現(xiàn)1,2-(3,5-哌嗪二酮）乙烷對小鼠S-180和白血病L1210具有較好抗腫瘤活性。1972年Livingstone等發(fā)現(xiàn)（ICRF-159）與組蛋白結(jié)合，而1,3-丙二胺與組蛋白沒有結(jié)合，這說明（ICRF-159）與組蛋白是特異性結(jié)合，從而導(dǎo)致干擾DNA轉(zhuǎn)錄和DNA合成序列的抑制達到抗腫瘤的作用。由于許多天然存在的生物活性產(chǎn)物是DKP衍生物而且大量的合成DKPs已經(jīng)被制造出來模擬了肽的構(gòu)象和生物學(xué)的特性[2]。1.1.3哌嗪二酮類化合物在藥物中的體現(xiàn)①哌拉西林（圖1-2）圖1-2哌拉西林分子結(jié)構(gòu)示意圖哌拉西林為半合成的氨脲芐類抗假單胞菌青霉素。對革蘭陽性球菌和陰性球菌的作用與氨芐西林相似。對氨芐西林敏感的陰性桿菌對哌拉西林亦敏感。其抗菌作用的特點為對銅綠假單胞菌有較強的抗菌作用，對肺炎克雷白桿菌的抗菌作用優(yōu)于其它青霉素類抗生素。對革蘭陽性厭氧球菌有效，脆弱擬桿菌耐藥。哌拉西林的化學(xué)結(jié)構(gòu)包含一個極性側(cè)鏈，可以增強對革蘭氏陰性菌的滲透，并降低革蘭氏陰性β-內(nèi)酰胺酶裂解的敏感性，這些特性賦予哌拉西林對銅綠假單胞菌、腸球菌、某些擬桿菌和梭菌有較好的抗菌作用[3]。②頭孢哌酮（圖1-3）圖1-3頭孢哌酮分子結(jié)構(gòu)示意圖頭孢哌酮是第三代頭孢菌素類廣譜抗生素，對綠膿桿菌活性優(yōu)于其它頭孢菌素，對多種革蘭陰性菌和陽性菌均有殺菌作用，對β-內(nèi)酰胺酶很穩(wěn)定。臨床用于治療敗血癥、膽道感染、皮膚及軟組織感染、泌尿系統(tǒng)感染、呼吸系統(tǒng)感染、生殖系統(tǒng)感染等。頭孢哌酮通過抑制細菌細胞壁合成與舒巴坦作為β-內(nèi)酰胺酶抑制劑，可以提高頭孢哌酮對產(chǎn)β-內(nèi)酰胺酶生物的抗菌活性[4]。

③法那帕奈（圖1-4）圖1-4法那帕奈分子結(jié)構(gòu)示意圖法那帕奈屬于神經(jīng)類藥物AMPA拮抗劑，可用于治療腦血管疾病、缺血性中風(fēng)[5]。但是目前其副作用尚未完全解決，所以該藥物仍在研發(fā)探索階段。1.2合成1-芐基-2,3-哌嗪二酮的目的及意義1-芐基-2,3-哌嗪二酮是很多藥物中間體。1-芐基-2,3-哌嗪二酮是由芐基基團與哌嗪二酮結(jié)合而成。哌嗪二酮上有兩個氫鍵給體和兩個氫鍵受體，氫鍵是藥物與受體相互作用的主要方式之一，而且穩(wěn)定的六元環(huán)骨架結(jié)構(gòu)使哌嗪二酮類化合物在藥物化學(xué)中成為一個重要的藥效團。芐基基團化學(xué)性質(zhì)活潑，重要的反應(yīng)活性中心，通過這一特性可以使得1-芐基-2,3-哌嗪二酮連接不同基團塑造成不同的分子構(gòu)成。因而通過實驗研究設(shè)計一種收率更高、步驟更便捷、成本更低的合成方法，對于藥物研究具有很大的幫助。

1.3合成1-芐基-2,3-哌嗪二酮的方法[6,7,8,9,10,11]通過前期文獻調(diào)研哌嗪二酮類化合物的合成方法，對于合成1-芐基-2,3-哌嗪二酮我設(shè)計兩個合成路線。路線一：第一步1→3發(fā)生還原胺化，第二步3→4a發(fā)生酰胺縮合，第三步4a→5發(fā)生脫Boc反應(yīng)，第四步5→6雜環(huán)形成（圖1-5）。圖1-5方法一反應(yīng)歷程圖路線二：第一步1→3發(fā)生還原胺化，第二步3→4b發(fā)生脫Boc反應(yīng)，第三步4b→6發(fā)生氨酯交換反應(yīng)（圖1-6）。圖1-6方法二反應(yīng)歷程圖

1.4合成1-芐基-2,3-哌嗪二酮涉及的重要反應(yīng)機理本實驗主要涉及了以下三個難點：氨基的形成、氨基的保護與脫保護。1.4.1氨基的形成：主要利用羰基可以與氨基反應(yīng)（還原胺化反應(yīng)）首先胺化合物上的氨基與羰基上的碳氧雙鍵反應(yīng)生成亞胺，然后亞胺活性中間體被具有親核性的氫負離子進攻生成胺[12]（圖1-7）。圖1-7氨基形成的機理分析圖本實驗主要是使用三乙酰氧基硼氫化鈉將亞胺還原成胺。反應(yīng)在弱酸的條件下進行，因為在弱酸的條件下可以避免胺過度化造成親和性的下降，而且弱酸的條件下可以使羰基質(zhì)子化增加了親和性促進了反應(yīng)的進程。選擇三乙酰氧基硼氫化鈉作為還原劑主要是因為三乙酰胺基的吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng)降低了硼氫鍵活性，由此降低了硼氫化鈉還原苯甲醛上的羰基的可能性，使得三乙酰氧基硼氫化鈉只會去還原亞胺上的雙鍵。1.4.2氨基的保護與脫保護：擇一個氨基保護基時，必須仔細考慮到所有的反應(yīng)物，反應(yīng)條件及所設(shè)計的反應(yīng)過程中會涉及的所有官能團。首先，要對所有的反應(yīng)官能團作出評估，確定哪些在所設(shè)定的反應(yīng)條件下是不穩(wěn)定并需要加以保護的，并在充分考慮保護基的性質(zhì)的基礎(chǔ)上，選擇能和反應(yīng)條件相匹配的氨基保護基。其次，當(dāng)幾個保護基需要同時被除去時，用相同的保護基來保護不同的官能團是非常有效。為什么我們要對氨基進行保護？我們知道胺的氮原子上有一對孤對電子，孤對電子使得胺具有堿性與親和性。我們這個反應(yīng)物有兩個氨基我們只希望一個氨基發(fā)生反應(yīng)，氨基又是一個活性大、易被氧化的基團。所以我們對其中一個氨基進行保護避免發(fā)生不必要的反應(yīng)生成過多的副產(chǎn)物。我選用叔丁氧羰基（Boc）對氨基進行保護主要是根據(jù)：①電子效應(yīng)[13]：叔丁氧羰基與氮原子相連由于叔丁氧羰基具有吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng)使得氮上的電子云密度降低，從而降低氮對質(zhì)子的吸引能力，由此使得該氨基的活性降低不易發(fā)生反應(yīng)。②位阻效應(yīng)：叔丁氧羰基的體積較大與氨基連接后叔丁氧羰基占據(jù)了較大的空間使得質(zhì)子不易靠近氮原子，由此使得該氨基的活性降低不易發(fā)生反應(yīng)。需要注意叔丁氧羰基對酸比較敏感，所以在氨基保護反應(yīng)時應(yīng)在弱堿的條件下進行。根據(jù)叔丁氧羰基這特性可以使用三氟乙酸進行脫保護反應(yīng)。2實驗部分2.1實驗試劑本實驗中主要使用的試劑見表2-1。表2-1主要實驗試劑試劑名稱級別廠家乙醇AR上海素元化工有限公司甲醇AR上海素元化工有限公司乙酸乙酯AR上海素元化工有限公司二氯甲烷AR上海素元化工有限公司無水硫酸鈉AR上海實驗試劑有限公司氯化銨AR永華化學(xué)科技（江蘇）有限公司柱層析硅膠AR安徽良辰硅源材料有限公司三乙胺AR上海實驗試劑有限公司三氟乙酸AR北京飛龍瑞商貿(mào)有限公司無水四氫呋喃AR上海藥明康德新藥開發(fā)有限公司苯甲醛AR上海藥明康德新藥開發(fā)有限公司氯酰胺單甲酯AR上海藥明康德新藥開發(fā)有限公司草酸二乙酯AR上海藥明康德新藥開發(fā)有限公司二氯乙烷AR上海素元化工有限公司

2.2實驗儀器本實驗中主要使用的儀器見表2-2。表2-2實驗所需的儀器儀器名稱廠家BC-R203旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上海貝凱生物化工設(shè)備有限公司98-2磁力攪拌器上海司樂儀器有限公司10-100ul移液槍德國艾本德公司ME204E/02電子天平梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司2F-2D暗箱式紫外分析儀上海強運科技有限公司X98-1型恒溫磁力攪拌器上海友伊化工裝備有限公司LCMS液相質(zhì)譜聯(lián)用儀日本島津公司3/1F9828超導(dǎo)核磁共振儀布魯克(Bruker)科技有限公司2.3化合物1-芐基-2,3-哌嗪二酮的合成路線一：2.3.1反應(yīng)中間體3的合成實驗步驟：向500ml的燒瓶中加入1.5g苯甲醛（1）與2.5gN-叔丁氧羰基-1,2-乙二胺（2），再加入30ml的1,2-二氯乙烷溶劑，最后在冰水浴和氮氣保護的條件下加入3.5g三乙酰氧基硼氫化鈉。投料完成后在室溫的環(huán)境下反應(yīng)12小時，實時通過TLC點板與原料對比觀察是否反應(yīng)完全。產(chǎn)物因為含有N-H極性更大所以爬板在下端。目標產(chǎn)物原料反應(yīng)后處理：反應(yīng)完全后使用飽和NaHCO3水溶液淬滅，二氯甲烷進行萃取三次，保證萃取干凈。有機相用無水硫酸鈉干燥，過濾，濃縮。粗品分別使用石油醚:乙酸乙酯=1:1和二氯甲烷:甲醇=10:1為展開劑進行區(qū)分目標產(chǎn)物與副產(chǎn)物（目標產(chǎn)物的紫外顯示很弱，需用印三酮進行顯色）因為目標產(chǎn)物含有兩個N-H基團極性較大以此來區(qū)分目標產(chǎn)物與副產(chǎn)物。然后粗品加8g左右的硅膠（100-200目）伴樣，用中壓色譜（Biotage）進行正相柱層析法進行分離純化（40g硅膠柱，流動相：二氯甲烷:甲醇=10:1，流速:40mL/min）得3g中間體3。產(chǎn)物送超導(dǎo)核磁共振儀（NMR）與液相質(zhì)譜聯(lián)用儀(LCMS)監(jiān)測產(chǎn)物。1HNMR(500MHz,CHLOROFORM-d)δ=7.28-7.25(m,4H),7.23-7.17(m,1H),5.08(brs,1H),3.74(s,2H),3.19(brd,J=5.2Hz,2H),2.85(brs,1H),2.71(brt,J=5.6Hz,2H),1.38(s,9H)實驗注意事項：該反應(yīng)注意苯甲醛與N-叔丁氧羰基-1,2-乙二胺的投料比為1：1.1。因為苯甲醛過多會導(dǎo)致氨基上的兩個氫都會發(fā)生還原胺化生成較多副產(chǎn)物。該處反應(yīng)保持N-叔丁氧羰基-1,2-乙二胺過量避免生成太多副產(chǎn)物。投料過程需在冰浴和氮氣保護的條件下完成，冰浴的過程是為了防止反應(yīng)過熱導(dǎo)致噴料，氮氣保護是為了防止空氣中的其他物質(zhì)與原料反應(yīng)。2.3.2反應(yīng)中間體4a的合成實驗步驟：向250ml的燒瓶中加1g[2-(芐基氨基)乙基]氨基甲酸叔丁酯（3）與20ml四氫呋喃溶劑溶解，再加入1.66ml三乙胺，最后在冰水浴的條件下加邊攪拌邊滴加0.58g2-氯-2-氧代乙酸甲酯。投料完成后在室溫的環(huán)境下反應(yīng)3小時，實時通過TLC點板與原料對比觀察是否反應(yīng)完全。產(chǎn)物原料反應(yīng)后處理：反應(yīng)完全后使用NaCl飽和水溶液淬滅，乙酸乙酯進行萃取三次，保證萃取干凈。有機相用無水硫酸鈉干燥，過濾，濃縮。粗品使用二氯甲烷:甲醇=10:1為展開劑進行區(qū)分目標產(chǎn)物與原料（目標產(chǎn)物的紫外顯示很弱，需用印三酮進行顯色），然后粗品加3g左右的硅膠（100-200目）伴樣，用中壓色譜（Biotage）進行正相柱層析法進行分離純化（40g硅膠柱，流動相：二氯甲烷:甲醇=10:1，流速:40mL/min）得到940mg的中間體4a。產(chǎn)物送超導(dǎo)核磁共振儀（NMR）與液相質(zhì)譜聯(lián)用儀(LCMS)監(jiān)測產(chǎn)物。1HNMR(400MHz,METHANOL-d4)δ=7.42-7.31(m,5H),4.68(s,1H),4.59(s,1H),3.96-3.87(m,3H),3.62-3.53(m,2H),3.16(t,J=6.8Hz,1H),2.99(t,J=6.5Hz,1H)實驗注意事項：投料在冰浴下完成防止反應(yīng)過于劇烈導(dǎo)致噴料。三乙胺的作用：酰氯與胺作用是反應(yīng)強烈迅速，在常溫下即可反應(yīng)，三乙胺是用來除去生成的氯化氫以防止其與胺成鹽，中和氯化氫可采用3倍當(dāng)量的三乙胺除去。2.3.3中間體5的合成實驗步驟：向250ml的燒瓶中加入900mg2-[（叔丁氧基羰基）氨基]-2-氧代乙酸甲酯（4a），再加入30ml二氯甲烷溶解，最后再加2ml三氟乙酸。投料完成后在室溫的環(huán)境下反應(yīng)3小時，實時通過TLC點板與原料對比觀察是否反應(yīng)完全。TLC點板DCM:MeOH=3:1。原料產(chǎn)物反應(yīng)后處理：將產(chǎn)物旋干稱重得400mg的中間體5，產(chǎn)物送超導(dǎo)核磁共振儀（NMR）與液相質(zhì)譜聯(lián)用儀(LCMS)監(jiān)測產(chǎn)物。1HNMR(400MHz,METHANOL-d4)δ=7.42-7.31(m,5H),4.68(s,1H),4.59(s,1H),3.96-3.87(m,3H),3.62-3.53(m,2H),3.16(t,J=6.8Hz,1H),2.99(t,J=6.5Hz,1H)實驗注意事項：投料在冰浴下完成防止反應(yīng)過于劇烈導(dǎo)致噴料。實時通過TLC點板檢測脫Boc反應(yīng)是否完成。三氟乙酸屬于有機酸避免與皮膚的接觸。2.3.4終產(chǎn)物6的合成實驗步驟：向100ml的燒瓶中加入400mg甲基2-[(2-氨基乙基)(芐基)氨基]-2-氧代乙酸酯（5），后加入40ml的無水二氯甲烷，最后在冰浴的條件下加邊攪拌邊滴加入1.85ml的三乙胺。投料完成后在室溫的環(huán)境下反應(yīng)3小時，實時通過TLC點板與原料對比觀察是否反應(yīng)完全。TLC點板DCM:MeOH=15:1。原料樣產(chǎn)物反應(yīng)后處理：反應(yīng)完全后使用NaCl飽和水溶液淬滅，二氯甲烷進行萃取三次，保證萃取干凈。有機相用無水硫酸鈉干燥，過濾，濃縮。粗品使用二氯甲烷:甲醇=15:1為展開劑進行區(qū)分目標產(chǎn)物與原料（目標產(chǎn)物的紫外顯示很弱，需用印三酮進行顯色），然后粗品加1g左右的硅膠（100-200目）伴樣，用中壓色譜（Biotage）進行正相柱層析法進行分離純化（40g硅膠柱，流動相：二氯甲烷:甲醇=15:1，流速:40mL/min）得到360mg的終產(chǎn)物6。產(chǎn)物送超導(dǎo)核磁共振儀（NMR）與液相質(zhì)譜聯(lián)用儀(LCMS)監(jiān)測產(chǎn)物。實驗注意事項：需要注意的是產(chǎn)物在紫外下顯色不明顯不要因此武斷的下結(jié)論沒有產(chǎn)物生成，當(dāng)顯色不明顯時可以加入適量的顯色劑顯色或者送液相質(zhì)譜儀檢測。2.4化合物1-芐基-2,3-哌嗪二酮的合成路線二：2.4.1反應(yīng)中間體3的合成實驗步驟：向500ml的燒瓶中加入1.5g苯甲醛與2.5gN-叔丁氧羰基-1,2-乙二胺（2），再加入30ml的1,2-二氯乙烷溶劑，最后在冰水浴和氮氣保護的條件下加入3.5g三乙酰氧基硼氫化鈉。投料完成后在室溫的環(huán)境下反應(yīng)12小時，實時通過TLC點板與原料對比觀察是否反應(yīng)完全。產(chǎn)物因為含有N-H極性更大所以爬板在下端。目標產(chǎn)物原料反應(yīng)后處理：反應(yīng)完全后使用飽和NaHCO3水溶液淬滅，二氯甲烷進行萃取三次，保證萃取干凈。有機相用無水硫酸鈉干燥，過濾，濃縮。粗品分別使用石油醚:乙酸乙酯=1:1和二氯甲烷:甲醇=10:1為展開劑進行區(qū)分目標產(chǎn)物與副產(chǎn)物（目標產(chǎn)物的紫外顯示很弱，需用印三酮進行顯色）因為目標產(chǎn)物含有兩個N-H基團極性較大以此來區(qū)分目標產(chǎn)物與副產(chǎn)物。然后粗品加8g左右的硅膠（100-200目）伴樣，用中壓色譜（Biotage）進行正相柱層析法進行分離純化（40g硅膠柱，流動相：二氯甲烷:甲醇=10:1，流速:40mL/min）得3g中間體3。產(chǎn)物送超導(dǎo)核磁共振儀（NMR）與液相質(zhì)譜聯(lián)用儀(LCMS)監(jiān)測產(chǎn)物。1HNMR(500MHz,CHLOROFORM-d)δ=7.28-7.25(m,4H),7.23-7.17(m,1H),5.08(brs,1H),3.74(s,2H),3.19(brd,J=5.2Hz,2H),2.85(brs,1H),2.71(brt,J=5.6Hz,2H),1.38(s,9H)實驗注意事項：該反應(yīng)注意苯甲醛與N-叔丁氧羰基-1,2-乙二胺的投料比為1：1.1。因為苯甲醛過多會導(dǎo)致氨基上的兩個氫都會發(fā)生還原胺化生成較多副產(chǎn)物。該處反應(yīng)保持N-叔丁氧羰基-1,2-乙二胺過量避免生成太多副產(chǎn)物。投料過程需在冰浴和氮氣保護的條件下完成，冰浴的過程是為了防止反應(yīng)過熱導(dǎo)致噴料，氮氣保護是為了防止空氣中的其他物質(zhì)與原料反應(yīng)。2.4.2反應(yīng)中間體4b的合成實驗步驟：向250ml的燒瓶中加入1g[2-(芐基氨基)乙基]氨基甲酸叔丁酯（3），然后加入10ml二氯甲烷，最后在冰浴的條件下加邊攪拌邊滴加入2ml的三氟乙酸。投料完成后在室溫的環(huán)境下反應(yīng)3小時，實時通過TLC點板與原料對比觀察是否反應(yīng)完全。產(chǎn)物原料反應(yīng)后處理：反應(yīng)完全后使用NaCl飽和水溶液淬滅，二氯甲烷進行萃取三次，保證萃取干凈。有機相用無水硫酸鈉干燥，過濾，濃縮。粗品使用二氯甲烷:甲醇=15:1為展開劑進行區(qū)分目標產(chǎn)物與原料（目標產(chǎn)物的紫外顯示很弱，需用印三酮進行顯色），然后粗品加2g左右的硅膠（100-200目）伴樣，用中壓色譜（Biotage）進行正相柱層析法進行分離純化（40g硅膠柱，流動相：二氯甲烷:甲醇=15:1，流速:40mL/min）得到700mg的中間體4b。產(chǎn)物送超導(dǎo)核磁共振儀（NMR）與液相質(zhì)譜聯(lián)用儀(LCMS)監(jiān)測產(chǎn)物。1HNMR(400MHz,METHANOL-d4)δ=7.54-7.49(m,2H),7.48-7.41(m,3H),4.29(s,2H),3.44-3.37(m,2H),3.36-3.28(m,3H)實驗注意事項：投料在冰浴下完成防止反應(yīng)過于劇烈導(dǎo)致噴料。實時通過TLC點板檢測脫Boc反應(yīng)是否完成。三氟乙酸屬于有機酸避免與皮膚的接觸。

2.4.3終產(chǎn)物6的合成實驗步驟：向100ml的燒瓶中加入700mg1-芐基-1,2-乙二胺（4b），然后加入2.71ml乙酸二乙酯與30ml乙醇，最后在冰浴的條件下加邊攪拌邊滴加入1.66ml的三乙胺。85℃攪拌冷凝回流一夜。然后實時通過TLC點板監(jiān)測反應(yīng)進程。產(chǎn)物對比樣目標樣反應(yīng)后處理：反應(yīng)完全后使用NaCl飽和水溶液淬滅，乙酸乙酯進行萃取三次，保證萃取干凈。有機相用無水硫酸鈉干燥，過濾，濃縮。粗品使用二氯甲烷:甲醇=15:1為展開劑進行區(qū)分目標產(chǎn)物與原料（目標產(chǎn)物的紫外顯示很弱，需用印三酮進行顯色），然后粗品加2g左右的硅膠（100-200目）伴樣，用中壓色譜（Biotage）進行正相柱層析法進行分離純化（40g硅膠柱，流動相：二氯甲烷:甲醇=15:1，流速:40mL/min）得到600mg的終產(chǎn)物6。產(chǎn)物送超導(dǎo)核磁共振儀（NMR）與液相質(zhì)譜聯(lián)用儀(LCMS)監(jiān)測產(chǎn)物。實驗注意事項：需要注意的是產(chǎn)物在紫外下顯色不明顯不要因此武斷的下結(jié)論沒有產(chǎn)物生成，當(dāng)顯色不明顯時可以加入適量的顯色劑顯色或者送液相質(zhì)譜儀檢測。

3數(shù)據(jù)譜圖分析3.1路線一終產(chǎn)物6核磁共振（NMR）與液相質(zhì)譜（LCMS）數(shù)據(jù)分析圖3-1核磁譜圖1HNMR(400MHz,METHANOL-d4)δ=7.39-7.28(m,5H),4.68(s,2H),3.54-3.48(m,2H),3.46-3.39(m,2H)如圖3-1核磁譜圖所示，苯環(huán)上的五個H出峰位移為7.37附近，苯甲基上的兩個H出峰位移在4.6附近，雜環(huán)上的四個H出峰位移在3.412-3.523附近，氨基上的氫較為活潑使用氘甲醇作為溶劑時不出峰，水上的H出峰位移在4.9附近。由此看此譜圖產(chǎn)物很干凈沒有任何雜峰出現(xiàn)。圖3-2液相質(zhì)譜圖如圖3-2液相質(zhì)譜圖所示，產(chǎn)物的出峰時間為0.879，由于LCMS出峰需加一所以終產(chǎn)物峰[H(6)]+為205.4m/z，409.5m/z的峰為[H(6)2]+，431.4m/z的峰為[(Na+)(6)2]+，由峰圖看出產(chǎn)物并未有其他雜質(zhì)，產(chǎn)物很干凈。儀器分析的純度為97%,純度很純。3.2路線二終產(chǎn)物6核磁共振（NMR）與液相質(zhì)譜（LCMS）數(shù)據(jù)分析圖3-3核磁譜圖1HNMR(400MHz,METHANOL-d4)δ=7.43-7.21(m,5H),4.68(s,2H),3.54-3.48(m,2H),3.46-3.39(m,2H)如圖3-3核磁譜圖所示，苯環(huán)上的五個H出峰位移為7.3附近，苯甲基上的兩個H出峰位移在4.6附近，雜環(huán)上的H出峰位移在3.414-3.525附近，水上的H出峰位移在4.9附近。因為核磁是使用MeOD作為溶劑而且-NH上的H較活潑所以氨基上的H不出峰。5.5附近出現(xiàn)的雜峰是過柱時殘留的二氯甲烷上H的雜峰，1.35附近出現(xiàn)的雜峰是反應(yīng)溶劑乙醇H的雜峰。由此分析終產(chǎn)物除了含有少許的溶劑外沒有別的副產(chǎn)物。圖3-4液相質(zhì)譜圖如圖3-4液相質(zhì)譜圖所示，產(chǎn)物的出峰時間為0.736，由于LCMS出峰需加一所以產(chǎn)物峰[H(6)]+為205.5m/z，409.5m/z的峰為[H(6)2]+，由峰圖看出產(chǎn)物并未有其他雜質(zhì)，產(chǎn)物很干凈。儀器分析的純度為98%,純度很純。4結(jié)論本論文參考目前合成哌嗪二酮類化合物的方法，設(shè)計了兩種合成1-芐基-2,3-哌嗪二酮的路線。路線一經(jīng)過還原胺化、酰胺縮合、脫Boc、雜環(huán)形成的反應(yīng)最終合成了1-芐基-2,3-哌嗪二酮。路線二經(jīng)過還原胺化、脫Boc、氨酯交換的反應(yīng)最終合成了1-芐基-2,3-哌嗪二酮。經(jīng)實驗操作后發(fā)現(xiàn)對收率影響的反應(yīng)步驟主要是第一步還原胺化反應(yīng)，N-叔丁氧羰基-1,2-乙二胺（2）上氨基的兩個H都會與苯甲醛反應(yīng)導(dǎo)致副產(chǎn)物增多、收率降低。路線二相較于路線一反應(yīng)步驟較為簡化產(chǎn)物有較高的收率。由此得出結(jié)論路線二是合成1-芐基-2,3-哌嗪二酮的較優(yōu)路線。實驗最終產(chǎn)物經(jīng)過液相質(zhì)譜聯(lián)用儀(LCMS)與超導(dǎo)核磁共振儀（NMR）檢測確定了該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)為1-芐基-2,3-哌嗪二酮，產(chǎn)物純度95%以上。

參考文獻唐小芳.2,5-哌嗪二酮與喹啉基酰胺化合物的合成,表征及性能研究[D].青島:青島科技大學(xué),2009.李全,蔣華亮,謝毓元.2,6-哌嗪二酮類抗瘤藥物的研究:1-取代苯基-4-(2,3-二乙?；趸?5-甲氧羰基芐基)-哌嗪二酮的合成[J].中國藥物化學(xué)雜志,1995,5(3):183-186.J.S.Tan,T.M.File.Antipseudomonalpenicillins[J].Med.Clin.N.Am.,1995,79(4):679-693.竺新影.藥理學(xué)第三版[M].人民衛(wèi)生出版社,1995:120-149.L.Turski,A.Huth,M.Sheardown.AphosphonatequinoxalinedioneAMPAantagonistforneuroprotectioninstrokeandtrauma[J].Proc.Natl.Acad.Sci.,1998,95(18):60-75.M.C.Micklitsch,Q.Yu,J.M.Schneider.Unnaturalmultidentatemetalligatinga-aminoacids[J].Tetra.Lett.,2006,47:6277-6280.Y.W.He,C.Y.Cheng,B.Chen,K.Duan,Y.Zhuang,B.Yuan,M.Zhang,Y.G.Zhou,Z.H.Zhou,Y.J.Su,R.H.Cao,L.Q.Qiu.HighlyEnantioselectiveSynthesisof2,3-Dihydro-1H-imidazo[2,1-a]isoindol-5(9bH)-onesviaCatalyticAsymmetricIntramolecularCascadeImidization-NucleophilicAddition-Lactamization[J].Org.Lett.,2014,16:6366-6369.G.V.Mokrov,A.M.Likhosherstov,V.P.Lezina,T.A.Gudasheva,I.S.Bushmarinov,M.Yu.Antipin.SynthesisandselectedpropertiesofN-substitutedpyrrolo[2,1-c]-1,3-diazacycloalkano[1,2-a]pyrazinones[J].Russ.Chem.Bull.,2010,59:1254-1266.H.Mohrle.PiperazinealsModellsubstrat