莰烯醛的反应研究及在合成上的应用Ⅲ——催化氢化反应及二氢莰烯醛的合成

本文着重对莰烯醛的催化氢化反应进行了研究,分别就催化剂品种、溶剂、压力和温度等条件对氢化反应的影响及反应的立体化学作了比较和分析,确定了在 Pd-C 催化下高压氢化制备二氢莰烯醛的方法.同时,对莰烯、ω-酰基莰烯和β-莰烯基-α,β-不饱和酮在催化氢化过程中环外双键氢化的立体化学进行了比较.

莰烯醛肟及其烃基醚衍生物的合成与抑菌活性研究

由莰烯醛(1)与羟胺盐酸盐反应合成了莰烯醛肟(2),继而与卤代烃反应合成了5种莰烯醛肟烃基醚衍生物,分别为:莰烯醛肟乙基醚(3a)、莰烯醛肟正丙基醚(3b)、莰烯醛肟正丁基醚(3c)、莰烯醛肟正戊基醚(3d)和莰烯醛肟苄基醚(3e)。通过红外光谱、质谱和核磁共振等仪器分析手段对产物结构进行了确认。在此基础上,采用菌丝生长速率法,评价了莰烯醛肟及其烃基醚衍生物对12种植物病原真菌的生长抑制作用,结果表明:产物对12种植物病原真菌皆有一定抑制作用,其中莰烯醛肟的抑菌活性最优,并且对油茶炭疽病的抑制效果最好,EC 50为39.25 mg/L,对水稻纹枯病菌、猕猴桃果实拟茎点霉、玉米赤霉病菌和毛竹枯梢病病原菌的EC 50为40~50 mg/L;在质量浓度为500 mg/L时,莰烯醛肟对水稻纹枯病菌等9种植物病原真菌完全抑制,对松枯梢病菌和七叶树壳孢菌的抑制率达97%以上,当药液浓度降低时,莰烯醛肟对大部分病原菌的抑制率仍然超过百菌清500 mg/L时的抑制率。虽然莰烯醛肟烃基醚衍生物的抑菌活性较莰烯醛肟有所降低,但对毛竹枯梢病菌、梨链格孢菌和玉米赤霉病菌的抑制率皆高于(或等于)百菌清。

E型莰烯醛肟、莰烯腈的合成与抑菌活性

将E型莰烯醛与盐酸羟胺在碳酸钠作用下反应合成了E型莰烯醛肟,将E型莰烯醛肟用乙酸酐脱水得到E型莰烯腈,产品得率和纯化均在90%以上.产物结构均经MS和NMR分析方法进行了表征.采用菌丝生长速率法,将E型莰烯醛肟和莰烯腈对12种植物病原真菌的生长进行了抑制活性试验,实验结果表明:在药液质量浓度为500 mg·L-1时,E型莰烯醛肟对油茶炭疽病菌(GlomerellaCingulata,A)、玉米赤霉病菌(Gibberellazeae,B)、梨链格孢菌(Alternariakikuchiana,C)、辣椒菌核病菌(Sclerotiniasclerotiorum,D)、水稻纹枯病菌(Thanatephoruscucumeris,E)、辣椒疫霉病菌(Phytophthoracapsici,F)、毛竹枯梢病菌(Ceratosphaeriaphyllostachydis,G)、猕猴桃果实拟茎点霉(Botryisphariadothide,H)、葡萄炭疽病菌(Colletorichumgloeosporioides,K)的抑制率均达100%;E型莰烯腈对所试植物病原真菌的抑制率均高于98.5%,多数为100%.当药液质量浓度为250 mg·L-1时,E型莰烯醛肟对A、B、E、F、G、H、K等7种植物病原真菌的抑制率仍达95%以上.抑制效果超过甚至远超过百菌清的抑制效果.

莰烯醛O-取代肟的合成及其抗肿瘤活性

以莰烯醛肟与卤代物为原料经亲核取代反应合成了9个未见报道的莰烯醛O-取代肟类化合物,分别为2-(3,3-二甲基双环[2.2.1]庚-2-亚基)乙醛O-苄基肟(2a)、2-(3,3-二甲基双环[2.2.1]庚-2-亚基)乙醛O-丁基肟(2b)、2-(3,3-二甲基双环[2.2.1]庚-2-亚基)乙醛O-(4-氯丁基)肟(2c)、2-(3,3-二甲基双环[2.2.1]庚-2-亚基)乙醛O-(3-溴苄基)肟(2d)、2-(3,3-二甲基双环[2.2.1]庚-2-亚基)乙醛O-(4-叔丁基苄基)肟(2e)、2-(3,3-二甲基双环[2.2.1]庚-2-亚基)乙醛O-(4-氯苄基)肟(2f)、2-(3,3-二甲基双环[2.2.1]庚-2-亚基)乙醛O-(4-氰基苄基)肟(2g)、2-(3,3-二甲基双环[2.2.1]庚-2-亚基)乙醛O-(2,6-二氯苄基)肟(2h)、2-(3,3-二甲基双环[2.2.1]庚-2-亚基)乙醛O-(邻氟苄基)肟(2i)。利用FT-IR、GC-MS、1H NMR以及13C NMR对产物结构进行了表征。以化合物2a为例,探索了不同工艺条件对产物得率的影响,在甲苯为溶剂,n(莰烯醛肟)∶n(氯化苄)∶n(四丁基溴化铵)为1.0∶1.8∶0.08,反应温度为60℃,反应时间为20 h的最佳工艺条件下,产物的得率为84.1%。通过体外抗肿瘤活性测试,探讨了化合物2a^2i对肝癌细胞HepG2和人乳腺癌细胞MCF7的抑制作用,结果表明:化合物2b对HepG2细胞的抑制作用较好,其半数抑制浓度(IC 50)值为36.3μmol/L;化合物2d、2h、2i对MCF7有一定的抑制作用,其中化合物2h对MCF7的抑制作用较好,其IC50值为19.2μmol/L。

莰烯醛的反应研究及在合成上的应用Ⅱ——与甲基烷基酮的缩合反应

本文研究了ω-甲酰基莰烯与甲基烷基酮的缩合反应中催化剂及温度等反应条件的影响,找出了主要得到甲基缩合产物或亚甲基缩合产物的合适条件,合成了9种缩合产物,并对它们的结构进行了红外、核磁共振和质谱分析。

莰烯醛与甲基烷基酮缩合反应研究

研究芙烯醛与甲基烷基的缩合反应中催化剂及温度等反应条件的影响，找出得到甲基缩合产物为主要产物或亚甲基缩合产物为主要产物的条件。

莰烯醛缩氨基硫脲类化合物的合成及抗菌活性

用莰烯醛为原料,分别与氨基硫脲、4-苯基-3-氨基硫脲、4-甲基-3-氨基硫脲反应,合成了3种莰烯醛缩氨基硫脲类化合物:莰烯醛缩氨基硫脲(3a)、莰烯醛缩-4-苯基氨基硫脲(3b)、莰烯醛缩-4-甲基氨基硫脲(3c)。3个化合物的结构通过核磁共振、红外光谱和质谱分析进行了表征;并且采用菌丝生长法对10种植物病原菌的生长进行了抑制试验。抑菌实验表明:莰烯醛缩氨基硫脲(3a)对其中9种植物病原菌的抑制率均比3b和3c高,特别是对枇杷炭疽病菌、彩绒革盖菌、油茶炭疽病菌、油茶果生刺盘孢菌,在药液浓度为50 mg·L^(-1)时的抑制率(%)分别达到100,100,100,93,远远高于对照样百菌清;3c和3b对水稻纹枯病菌的抑制率明显高于3a,相当于百菌清。

3'-(3,3-二甲基双环[2.2.1]庚-2-亚基)-5'-苯基-异噁唑啉的合成与表征

以2-(3,3-二甲基双环[2.2.1]庚-2-亚基)乙醛肟(莰烯醛肟)和苯乙烯为原料,通过环加成反应合成了未见报道的3'-(3,3-二甲基双环[2.2.1]庚-2-亚基)-5'-苯基-异噁唑啉,并采用FT-IR、GC-MS、~1H NMR以及^(13)C NMR等手段对产物进行表征,确定了产物结构。探讨了溶剂种类、催化剂种类及用量、氧化剂过硫酸氢钾复合盐(Oxone)用量、苯乙烯用量以及反应时间对反应转化率和得率的影响,得到适宜的工艺条件为:50%甲醇为溶剂,氯化钾为催化剂,n(莰烯醛肟)∶n(氯化钾)∶n(Oxone)∶n(苯乙烯)=1.0∶0.5∶1.5∶2.0,反应时间10 h,在此条件下,产物得率为88.07%。