基于C型和S型拓撲異構體的選擇性合成及性質(zhì)研究.pdf

1、拓撲異構體是一類嶄新的同分異構現(xiàn)象。是分子結構理論與應用研究中的新課題。同步合成出多樣性的拓撲異構體，是開展拓撲異構體之間波譜性質(zhì)的比較、結構分析、鑒別方法、相互轉(zhuǎn)化及選擇性合成工作的基礎。 本文利用一鍋煮的方法同步合成出六個基于二乙酯基甘脲的C型與S型折疊態(tài)的拓撲異構體，利用經(jīng)典的手段<'1>H NMR和<'13>C NMR，IR，UV，SEM首次對合成的C-shaped和S-shaped六種拓撲異構體進行了結構表征和分析，發(fā)

2、現(xiàn)對于不同拓撲結構的C-shaped和S-shaped可以通過<'1> H NMR 來區(qū)分，而對于相同拓撲結構的S-shaped分子cis(SC)和trans((±)ST)分子；C-shaped的cis(CC)和trans((±)CT)分子，則要結合<'13>C NMR來鑒別，六種拓撲異構體的IR，UV，SEM 則沒有明顯的區(qū)別。并且我們得到了六種拓撲異構體的晶體結構，證實了我們利用經(jīng)典的手段分析是正確的。利用同樣的方法，我們合成并衍生

3、出類似結構化合物或同系物分子，試圖構建一個以拓撲結構多樣性為特色的化學庫。我們通過四個(拓撲對映體作為混合物來用)拓撲異構體及部分中間體中間體進行了生物活性篩選，發(fā)現(xiàn)四種拓撲異構體的殺菌活性沒有明顯的差異。而除草活性則出現(xiàn)較大的差異。C-shaped的cis(CC)無論對雙子葉植物油菜還是單子葉植物稗草均表現(xiàn)出很好的抑制作用，而其他的異構體則只是在一定濃度時對某一種草有較好的活性。這也是首次開展調(diào)查和篩選拓撲異構體的生理活性的研究工作。

4、 另外，基于原子經(jīng)濟性的要求，如何選擇性的得到預期的3D結構的分子是本文重點開展的另一個研究課題-拓撲選擇性合成的研究，這是一個全新的前沿性課題，文獻報道極少。我們嘗試研究反應時間，反應溫度和建筑板塊的三維構型對拓撲異構體選擇性生成的影響，以及各個拓撲異構體在產(chǎn)物中的分布規(guī)律，探討拓撲選擇性合成中可控制方法。在拓撲選擇性合成的研究中，通過反應條件的改變，我們發(fā)現(xiàn)延長反應時間和提高反應溫度(高壓下)可以選擇性的得到C-shaped

5、的產(chǎn)物。除此之外，根據(jù)組裝模塊環(huán)醚本身的三維空間構型，利用其拼接的角度，伸展的方向，從而進行化學反應并選擇性得到了預定結構的建筑C-shaped分子。 而且，基于拓撲異構體之間三維立體結構的不同，C型與S型分子在分子識別，組裝等方面存在一定的差異。本論文也詳細研究了C-shaped的分子(亦可以稱為分子夾)對中性芳香客體的識別作用，通過大量的實驗，我們發(fā)現(xiàn)我們這種4U的分子夾對對苯二酚等客體分子具有很好的識別作用，它們之間的弱相

6、互作用力主要是主體分子的邊墻和客體分子苯環(huán)之間的π-π相互作用，以及主體分子甘脲上面的脲羰基和客體分子的羥基之間形成的氫鍵。這些作用力可以通過<'1>H NMR，IR的變化表現(xiàn)出來。這是第一個對對苯二酚有著良好識別性能的人工合成的分子夾受體，和Nolte的3U的分子夾對間苯二酚的識別有著明顯的區(qū)別。我們分別通過<'1> HNMR,IR,JobPlot,Dilution titration 等手段對形成的包結物進行了表征，并初步推斷了其相