摘 要

吖丁啶类化合物，是一类具有生物活性的氮杂四元环化合物，在含氮杂环化合物中占有重要地位。许多药物分子中都含有吖丁啶结构,含有吖丁啶结构的分子具有良好的生物活性、抗菌能力，在药物化学、农药化学及材料化学等领域中有非常广泛和重要的用途。

本论文主要完成了如下工作：（1）通过查阅文献，对吖丁啶类化合物的重要性、合成方法及参与的化学反应类型等方面进行了综述；（2）尝试了几种不同合成目标吖丁啶的方案，并对其进行了优缺点对比，找到了较为理想的大量合成吖丁啶的方案；（3）将反应底物与不同化合物，如醇、醛、吲哚等反应，探明了它们之间的反应性能。

关键词：吖丁啶；生物活性；合成方法；反应性能

Abstract

Azetidine compounds, whose are a kind of biologically active Quaternary N-heterocyclic compounds, occupy an important position in nitrogen-containing heterocyclic compounds. Many drug molecules contain azetidine structure. The molecules containing azetidine have good biological activity and antibacterial ability, and have very wide and important uses in the fields of pharmaceutical chemistry、pesticide chemistry and materials chemistry.

The main research work of this thesis is as follows: (1) Through the literature research, we summarized the importance、the method of synthesis and the types of chemical reactions involved of azetidine compounds. (2) We have tried several different strategies of synthetic target azetidine, compared its advantages and disadvantages, and found a more ideal strategy of synthetic a large number of azetidine. (3) We made the substrate react with different compounds, such as alcohol, aldehydes, indoles et al, and find out the ability of reaction between them.

Key words: azetidines; biological activity; synthetic method; reactivity

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 2

1.1 引言 2

1.2 吖丁啶简介 3

1.2.1 吖丁啶的性质与用途 3

1.2.2 合成吖丁啶类化合物的方法 7

1.3.3 吖丁啶类化合物参与的反应 10

1.3小结 11

第二章 实验部分 13

2.1 引言 13

2.2目标吖丁啶化合物的合成 13

2.2.1实验方案 13

2.2.2实验仪器及试剂 13

2.2.3 2-苯基-1-对甲苯磺酰基吖丙啶的合成 15

2.2.4 2-苯基-1-对甲苯磺酰基吖丁啶的合成 17

2.3 2-苯基-1-对甲苯磺酰基吖丁啶与不同底物反应的探究 19

2.3.1 2-苯基-1-对甲苯磺酰基吖丁啶与苯甲醛的反应探究 19

2.3.2 2-苯基-1-对甲苯磺酰基吖丁啶与乙腈的反应探究 20

2.3.3 2-苯基-1-对甲苯磺酰基吖丁啶与甲醇的反应探究 21

2.3.4 2-苯基-1-对甲苯磺酰基吖丁啶与苯胺的反应探究 21

2.3.5 2-苯基-1-对甲苯磺酰基吖丁啶与四丁基溴化铵的反应探究 22

2.3.6 2-苯基-1-对甲苯磺酰基吖丁啶与二甲基亚砜的反应探究 23

2.3.7 2-苯基-1-对甲苯磺酰基吖丁啶与吲哚类化合物的反应探究 24

第三章 总结与展望 25

3.1总结 25

3.2 展望 25

参考文献 27

致谢 28

附图 29

第一章 绪论

1.1 引言

吖丁啶，又称氮丁啶、环丙亚胺、氮杂环丁烷等，是一个氮原子代替环丁烷中的一个碳原子所形成的化合物，是一类重要的含氮杂环化合物。吖丁啶类化合物具有独特的张力结构和分子刚性，是许多氨基酸、生物碱及其他具有生物活性的大分子重要的化学组成部分。含有吖丁啶结构基元的分子具有良好的生物活性、抗菌性能，在医药、农药等领域中有非常广泛和重要的用途。作为一类很有价值的药物中间体，吖丁啶类化合物由于其特殊的生物活性而备受关注，特别是1942 年含有吖丁啶结构的青霉素的问世，具有里程碑的意义。吖丁啶类化合物在药物化学领域中的应用，逐渐成为研究热点吸引越来越多化学工作者的关注和研究。近年来，通过对其进行不同官能团的修饰，制备出了许多具有特殊性能的化合物。

当吖丁啶氮原子上取代基为给电子或吸电子基团时，吖丁啶可分为非活化吖丁啶和活化吖丁啶（图1）^[1]。非活化吖丁啶指的是氮原子上的取代基为给电子基团（如烷基）或者没有取代基的吖丁啶。烷基或者其他给电子基团的给电子能力使得吖丁啶四元环上的电荷密度增大，亲核试剂较难进攻氮原子旁的碳原子并使其发生开环反应。非活化吖丁啶要发生开环反应常常需要Lewis酸的介入，与Lewis酸结合后的非活化吖丁啶能够让氮原子上带有少量正电荷，从而有效降低四元环的电荷密度，这样就能较易发生亲核开环反应。如果吖丁啶氮原子上的取代基团为酯基、羰基、醛基、磺酰基等吸电子基团时，那此时的吖丁啶为活化吖丁啶。吸电子基团的吸电子效应能够将氮原子上的部分负电荷分散，从而使四元环上的电子云密度降低，使得吖丁啶能够轻易的被亲核试剂进攻发生亲核开环反应。吖丁啶也可根据碳原子上取代基的不同而分为非官能团化吖丁啶和官能团化吖丁啶（图1）^[2]。非官能团化的吖丁啶分子中的碳原子上带有的是芳基，烷基等一般取代基，由于这些取代基的性能相似，所以常常使该类吖丁啶表现出相似的反应性能。官能团化的吖丁啶分子中碳原子带有的是胺基、酯基、烯基、炔基等特殊取代基，所以官能团化的吖丁啶常常表现出不同的反应性能。