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摘 要

香豆素和喹啉酮是许多天然产物和生物活性药物中独特的中间体结构，已被认为是抗癌，抗HIV，抗糖尿病治疗等生物活性分子中的重要骨架。有机硫属化合物在一定条件下可以与活化的不饱和化合物（烯烃，炔烃或丙二烯）发生自由基级联反应，并将硫属基团添加至不饱和官能团中，得到具有很高的药理活性的中间体。本课题设计了炔酸酯或炔酰胺与有机基硫属化合物的直接电氧化环合反应，通过在无金属和无氧化剂的条件下，在不分隔的电解池中施加恒定电流电解来实现的，并以较好的产率得到了一系列含有硫属基团取代的香豆素和喹啉酮产品。在最优条件下我们扩展了多种不同官能团取代的底物，证明了该方案具有很好的官能团耐受性。此外，相比于传统工艺，该合成工艺选择性好、绿色高效、成本低、操作简便、反应时间短且产率高；通过进行克量级实验也证明可能具有潜在的工业价值。

关键词：香豆素 喹啉酮 有机硫属化物 自由基反应 电氧化环合反应

Electrochemically induced oxidative cyclization of activated alkyne with diselenide / disulfide

ABSTRACT

Coumarin and quinolinone are unique intermediate structures, which have been considered as an important skeleton of bioactive molecules for anti-cancer, anti-HIV, and anti-diabetic treatment in many natural products and bioactive drugs. Under certain conditions, organic chalcogenides can undergo radical cascade reaction with activated unsaturated compounds (olefins, alkynes or propadienes), and add chalcogen groups to unsaturated functional groups to obtain highly Pharmacologically active intermediates. This subject designed the direct electro-oxidation cyclization reaction of acetylenic acid esters or acetylenic amides and organic chalcogenide compounds by applying constant current electrolysis in undivided cell without metal and oxidant. A series of coumarin and quinolinone products containing chalcogenide groups were obtained in good yields. Under the optimal conditions, we proved that the scheme has good functional group tolerance by expanding a variety of substrates substituted with different functional groups. In addition, compared with the traditional process, the synthesis process has good selectivity, green and high efficiency, low cost, simple operation, short reaction time, high yield and etc. By conducting gram-scale experiments, it also proves that it may have potential industrial value.

Key Words: Coumarin; quinolinone; Organic chalcogenide; free radical reaction; electrooxidation cyclization reaction

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

前言 1

第一章 绪论 2

1.1有机硒化物和硫化物的简介、性质及应用 2

1.2香豆素和喹啉酮及其衍生物的简介与性质 2

1.3合成含硫属元素取代的香豆素和喹啉酮类化合物常见的方法 3

1.3.1 6-endo-dig环化合成反应； 3

1.3.2以炔丙基芳基醚制备含硒香豆素； 3

1.3.3 N-芳基丙炔酰胺与N-硫烷基琥珀酰亚胺的分子内环化反应； 4

1.4 利用电化学催化的新型合成方案 4

第二章 实验思路与实验准备 6

2.1实验思路来源 6

2.2实验仪器及试剂 7

2.2.1实验仪器 7

2.2.2实验溶剂 8

2.3实验基本原料的制备 8

2.3.1芳基丙炔酸酯和芳基丙炔酰胺类化合物的制备 8

2.3.2二芳基二硒醚的制备 9

第三章 实验路线及条件筛选 10

3.1实验路线 10

3.2反应条件优化 10

3.2.1溶剂的筛选 10

3.2.2电解质的筛选 11

3.2.3电解质当量的筛选 11

3.2.4恒定电流的筛选 12

3.2.5二苯基二硒醚当量的筛选 12

3.3总结 13

3.3.1最优反应条件 13

3.3.2反应后处理操作流程 13

3.3.3最终产物的产率测定方法 13

第四章 底物扩增与机理探索 15

4.1底物扩增 15

4.1.1苯酚端苯环类化合物R¹的扩增 15

4.1.2炔烃末端类化合物R²的扩增 16

4.1.3二有机基二硒化合物R³的扩增 16

4.1.4炔酰胺类化合物的扩增 17

4.1.5硫醚化合物的底物扩增 18

4.1.6克级反应 18

4.2机理探索 19

第五章 总结 22

参考文献 23

附 录 25

致 谢 28

前言

香豆素和喹啉酮类化合物及其衍生物在我们的日常生活中的医药、农业及香料行业有着十分广泛的应用^[1]，但从天然动植物种提取该类化合物已经完全供不应求，因此为了满足需求，新兴的合成方法也在不断地被开发。现如今已经开发出了许多药品，比如香豆素类药品有：抗凝血药双香豆素（dicoumarol）等；喹啉酮类药物有：硫酸羟氯喹和苯胺喹啉等，这些在临床医学中已得到了广泛的运用。

在众多的香豆素与喹啉酮类化合物及其衍生物中，含有机硫属基团的类似物不仅具有香豆素和喹啉酮的活性，同时也可以含有与硫或硒相关的性质。硒是人体的微量元素之一，不能主动生成，必须不断的从外界摄取，包括饮食中包含的硒代蛋氨酸、硒代半胱氨酸和一些硒酸盐等。据报道，适量的硒元素摄取对人体健康是至关重要的，正常的生命活动离不开硒元素，缺硒会让机体的免疫系统产生缺陷，造成心血管疾病如冠心病的发病率相对提高等一系列机体紊乱的情况。同时，硒元素也可以预防并治疗肿瘤的作用，通过提高人体的免疫能力和抗氧化能力，抑制癌细胞的生长与增值^[2]。硫元素也广泛存在于与人体生命活动有关的活性物质中，例如硫元素和含硫蛋白化合物，能够促使损伤的机体软组织修复再生。

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