摘 要

氟是元素周期表中最具电负性的原子，高度极化的C-F键赋予了含氟化合物多种独特的性质，在化合物特定的位点引入三氟甲基能提高其酸性、亲脂性、渗透性、生理活性和代谢稳定性。基于三氟甲基合成子的转化反应是构筑三氟甲基化合物的一种高效策略，因为其反应过程不发生C-F键的断裂和生成，具有反应条件温和、选择性高等优点。

4-苯并哌啶酮及其衍生物是杂环化合物中的一种，被誉为药物合成中的“贵族结构”，在药物及有机合成领域具有极高的研究价值，它广泛应用于镇痛、消炎、抗肿瘤等药物的合成。这类化合物的合成受到科学家的广泛关注，如果在其基础上引入一个三氟甲基将会大大增强分子的生理活性。

本论文的主要研究工作如下：我们首先合成出β-三氟甲基邻氨基查尔酮5、邻氨基苯乙酮半缩胺醛7和β-氨基-β-三氟甲基丙烯酸恶唑烷酮10这三种新型的三氟甲基砌块，并鉴定其结构。然后我们把底物10水解为β-三氟甲基-β-氨基酸，并用磷酸催化其分子内的傅克反应制备出光学纯的手性三氟甲基化4-苯并哌啶酮。接着，我们在不同的催化体系下研究了底物5和7的分子内反应。

关键词：三氟甲基砌块；杂环化合物；4-苯并哌啶酮；

Abstract

Fluorine is the atom with the strongest electronegativity in the element table. The highly polarized chemical bond of C-F assigns various specific properties to fluorine-containing compounds, introducing trifluoromethyl to particular site on the compound, being able to improve its acidity, lipotropy, permeability, physiological activity and metabolic stability. The conversion reaction of trifluoromethyl synthon will not cause fracture or synthesis of C-H bonds, so it could be controlled under gentle reaction condition and possessed of high-selective ability, regarding as a high-efficient strategy for synthesizing trifluoromethyl compounds.

azaflavanones and its derivatives are heterocyclic compound, known as noble structure in pharmaceutical synthesis. There is high research value of synthesis of drug and organic compounds for azaflavanones, so it has been applied widely to synthesis of analgesic, anti-inflammatory and anti-tumor drug. Introducing trifluoromethyl could extensively strengthen physiological activity of the compounds.

The major researches of this article are listed below. Firstly, the compounds of 1-(2-aminophenyl)-4,4,4-trifluoro-3-phenylbut-2-en-1-one,1-(2-((1-ethoxy-2,2,2-trifluoroethyl)amino)phenyl) ethanone and β-fluoroalkylated acrylate were synthesized and operated with structural identification respectively. Afterward, substrates 10 was hydrolyzed intoβ-fluoroalkylated acrylate, and utilizing posphoric acid to catalyze the Friedel-Crafts reaction inside, the trifluoromethyl azaflavanones with chirality was synthesized. Then, the intramolecular reactions under different catalysis system of substrates 5 and 7 were also been studied.

keyword：azaflavanones; heterocyclic compound; trifluoromethyl synthon;

目 录

第1章 绪论 1

1.1 含三氟甲基化合物的研究进展 1

1.1.1 含三氟甲基化合物的性质及其应用 1

1.1.2 在分子中引入三氟甲基的方法 2

1.2 查尔酮的性质及其应用 4

1.2.1. 通过查尔酮制备吡啶类化合物 4

1.2.2 通过查尔酮制备吡唑类化合物 5

1.2.3通过查尔酮制备嘧啶类化合物 5

1.3 杂环化合物的概述 5

1.3.1 含氮杂环化合物的广泛应用 6

1.3.2 苯并哌啶酮的研究进展 6

1.4 本论文研究意义及立题思想 9

第2章 实验部分 10

2.1 底物合成线路的设计 10

2.1.1 β-三氟甲基邻氨基查尔酮5的合成路线 10

2.1.2邻氨基苯乙酮半缩胺醛7的合成路线 10

2.1.3 β-氨基-β-三氟甲基丙烯酸恶唑烷酮10的合成路线 11

2.2 实验仪器及药品 11

2.2.1 实验仪器设备 11

2.2.2实验试剂 12

2.2.3实验溶剂 13

2.3 底物合成的实验操作步骤 13

2.3.1 β-三氟甲基邻氨基查尔酮5a的合成 13

2.3.2 β-三氟甲基邻氨基查尔酮5b的合成 15

2.3.3 β-三氟甲基邻氨基查尔酮5c的合成 16

2.3.4邻氨基苯乙酮半缩胺醛7的合成 16

2.3.5 β-氨基-β-三氟甲基丙烯酸恶唑烷酮10的合成 17

2.3.6 实验结果讨论 17

2.4 新型三氟甲基砌块的反应研究 18

2.4.1 β-氨基-β-三氟甲基丙烯酸恶唑烷酮的反应研究 18

2.4.2 底物5和7的反应研究 19

第3章 总结与展望 20

参考文献 24

附图：化合物的核磁共振谱图 25

致谢 35

第1章 绪论

1.1 含三氟甲基化合物的研究进展

1.1.1 含三氟甲基化合物的性质及其应用

氟是自然界中最具电负性的原子，高度极化的C-F键赋予了含氟化合物多种独特的性质。在化学中有很少领域能像氟化学一样引起科学家们持续的关注，在最近的几十年里，每天都有关于氟化学的论文发表，每天都有新的含氟化合物制备出来。近年来，有机氟化学逐渐发展成为有机化学的研究热点及前沿领域之一，而且它已经交叉渗透到其他学科当中，并且广泛应用于农学、药学及材料学中。

由于氟的拉电子能力很强，如果把分子中的氢原子转变为氟原子，分子的电子云分布以及空间效应将会有巨大的变化，从而影响化合物整体的酸碱性，偶极矩，反应活性及稳定性^[1]。很多化学家通过对这些含氟化合物的研究，发现这些化合物具有特殊的药理作用。最典型的例子就是5-氟尿嘧啶，它的制备是癌症治疗药物合成史上的里程碑，由此可见向有机分子中引入氟原子能显著地改变化合物的药物活性。这是因为分子中氟原子的引入不但可以改变化合物的化学和物理性质，还会影响化合物与环境的相互作用，从而改变整个分子的生理活性^[2]。