取代基对（E）-1-[5-甲基-1-芳基-1H-1,2,3-三唑-4-基]-3-芳基丙-2-烯-1-酮的溴化位点的影响：使用N-溴代琥珀酰亚胺进行合成及晶体结构解析

《Journal of Molecular Structure》：Impact of substituents on bromination sites of ( E)-1-[5-methyl-1-aryl-1 H-1,2,3-triazol-4-yl]-3-arylprop-2-en-1-ones using N-bromosuccinimide: Synthesis and crystal structure elucidation

本研究探讨了含1,2,3-三唑环的查耳酮衍生物在极性亲核溶剂（甲醇/乙醇）中于酸性条件（4-TsOH）下与NBS的溴化反应。结果表明，取代基类型及反应条件影响溴化位点：苯基、4-氯苯基等取代的查耳酮主要在脂肪族双键处溴化，生成α-甲氧基/乙氧基溴化物，产率85-95%；而带有4-甲氧基苯基的查耳酮则双溴化，涉及脂肪族双键及苯环邻位。产物通过单晶X射线衍射和Hirshfeld表面分析确证结构及晶体间相互作用。

　　

Bakr F. Abdel-Wahab | Hanan A. Mohamed | Mohamed S. Bekheit | Benson M. Kariuki | Gamal A. El-Hiti

摘要

本文研究了在极性质子溶剂（如甲醇和乙醇）中，使用N-溴代琥珀酰亚胺（NBS）在酸性条件下对(E)-1-[1-芳基-5-甲基-1H-1,2,3-三唑-4-基]-3-芳基丙-2-烯-1-酮的溴化反应。发现溴化位置取决于查尔酮中的取代基及反应条件。当使用NBS在甲醇中对苯基、4-氯苯基和4-氟苯基-1H-1,2,3-三唑基查尔酮进行溴化时，溴化发生在脂肪族碳-碳双键上，生成相应的α-甲氧基溴化物，产率为90–95%。相比之下，在类似条件下，当查尔酮的不饱和碳原子上连接有4-甲氧基苯基时，溴化同时发生在脂肪族双键和芳环上的甲氧基邻位，生成相应的二溴化三唑，产率为85–90%。当查尔酮的三唑环上含有苯基，而不饱和碳原子上含有苯基或4-甲氧基苯基时，在乙醇中使用NBS进行溴化，溴化同样发生在脂肪族双键上，生成α-乙氧基溴化物，产率为90–92%。通过确定合成化合物的晶体结构来验证其分子结构，并利用Hirshfeld表面分析法分析了晶体内的分子间相互作用。

引言

溴醚是一类在有机合成中具有广泛应用性的有机化合物，可用于制药、聚合物和其他复杂分子的制备。烷氧基可以连接到溴原子的同一碳原子上，也可以连接到相邻的碳原子上。α-烷氧基溴化物具有一个同时连接溴原子和烷氧基（R–O）的碳原子[[1], [2], [3]]。它们常被用作合成中间体，尤其是在其他亲核试剂可以取代烷氧基或碳-溴键可以在后续反应中发挥作用的场合[[4], [5], [6]]。α-烷氧基溴化物还可用于多种天然产物的合成[7,8]。将烯烃转化为相应的烷氧基溴化物是有机合成中的常用方法。这些溴化产物可作为有机金属试剂的前体，并在亲核取代反应中发挥作用。此外，这些溴化产物还是合成多种海洋天然产物、药物、农用化学品、颜料和摄影材料的关键中间体[9]。在甲醇溶剂中，向烯烃添加分子溴是一种传统的生成邻位甲氧基溴化物的方法[10,11]。为了解决处理有毒分子溴的难题，人们采用了多种替代的固体溴化剂，如N-溴代琥珀酰亚胺（NBS）、N-溴代乙酰胺和N,N-二溴-4-甲苯磺酰胺，并在不同反应条件下进行了研究[[12], [13], [14]]。此外，通过溴化盐或溴化氢在氧化条件下生成亲电溴离子也能实现烯烃的溴化。已有报道使用多种氧化剂（如硝酸铈铵、肟、硝酸、高碘酸钠和过氧化氢）来生成溴离子[[15], [16], [17], [18], [19], [20], [21]]。

查尔酮是一类天然存在的黄酮类化合物[22]，它们是制备具有多种药理作用化合物的基础[23,24]。如图1所示，已经鉴定并研究了多种含有1,2,3-三唑结构的查尔酮，发现它们在医药应用方面具有巨大潜力[25,26]。这些化合物表现出丰富的结构多样性，可能带来显著的治疗效果。

作为我们研究的延续，本研究在室温下、存在4-甲苯磺酸（4-TsOH）的质子溶剂中，考察了含有1,2,3-三唑环的查尔酮与NBS的反应。同时探讨了芳基上取代基对溴化位置的影响。溴化发生在脂肪族不饱和碳原子上以及与1,2,3-三唑相连的芳环上甲氧基的邻位，并伴有烷氧基化反应。通过单晶结构分析确认了合成产物的分子结构，并利用Hirshfeld表面分析法分析了晶体内的分子间相互作用。

结果与讨论

我们继续研究了使用NBS对含有1,2,3-三唑环的(E)-1-[1-芳基-5-甲基-1H-1,2,3-三唑-4-基]-3-芳基丙-2-烯-1-酮的溴化反应[27]，涉及六种含有1,2,3-三唑环系统的查尔酮（1a-f）。反应在含有4-甲苯磺酸（4-TsOH）的质子溶剂（甲醇或乙醇）中进行，反应时间为12小时（方案1），室温为室温（RT）。结果表明，所得产物的性质高度依赖于芳基上的取代基类型

一般信息

分析级或HPLC级溶剂购自Merck公司，无需进一步纯化即可使用。采用电热熔点仪测定合成杂环化合物的熔点。使用Bruker Invenio-S FTIR光谱仪记录傅里叶变换红外（FTIR）光谱，覆盖范围为4000至400 cm^-1。通过聚苯乙烯薄膜进行校准以确保准确性。核磁共振（NMR）分析时，样品需先溶解在

结论

本文报道了在甲醇或乙醇中，使用N-溴代琥珀酰亚胺在4-甲苯磺酸存在下对含有1-芳基-1,2,3-三唑的查尔酮进行溴化的结果。该反应高效生成了α-甲氧基或α-乙氧基溴化物。对于不饱和碳原子上连接有4-甲氧基苯基的查尔酮，在类似条件下，溴化同时发生在脂肪族双键和芳环上的甲氧基邻位

伦理与知情同意

不适用。

CRediT作者贡献声明

Bakr F. Abdel-Wahab：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、结果验证、实验监督、软件使用、资源管理、项目规划、方法设计、实验实施、资金申请、数据分析、概念构思。Hanan A. Mohamed：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、结果验证、软件使用、方法设计、实验实施、数据分析。Mohamed S. Bekheit：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写

利益冲突声明

无需要声明的利益冲突。

致谢

我们感谢埃及国家研究中心和英国卡迪夫大学提供的技术支持。Gamal A. El-Hiti感谢沙特阿拉伯利雅得国王沙特大学提供的持续研究资助计划（ORF-2025–404）的支持。