含三氟甲基茚满化合物核磁共振谱研究*

奉　强,张　琦,何　冰, 张小玲,李仲辉

(1 成都师范学院化学与生命科学学院，四川　成都　611130；2 成都师范学院功能分子研究所，四川　成都　611130)



含三氟甲基茚满化合物核磁共振谱研究*

奉强1,2,张琦1,2,何冰1,2, 张小玲1,2,李仲辉2

(1 成都师范学院化学与生命科学学院，四川成都611130；2 成都师范学院功能分子研究所，四川成都611130)

含三氟甲基茚满化合物因其独特的理化性质和生物活性在众多领域得到广泛应用。本文报道了八个含三氟甲基茚满骨架化合物的核磁共振波谱1H NMR，13C NMR及DEPT 135。研究发现在所报道的该类化合物的13C NMR谱图中，三氟甲基碳原子、与CF3直接连接的季碳原子以及与该季碳相邻的叔碳原子均裂分为规律的四重峰：中间高两边低；两个稠环桥头碳原子较其它芳碳原子处于更低场。在1H NMR中，芳环上氢原子化学位移也是规律呈现。

三氟甲基茚满；核磁共振；13C NMR；1H NMR；DEPT135

氟原子或含氟基团引至药物分子药效团中常常会改善药物的生理活性及提高其体内代谢稳定性，因而越来越成为新药研发中常选基团[1-2]。含茚满骨架的化合物是一类广泛存在并且具有很高生物活性的化合物，近年来其相关化合物的研究报道较多，如5-氟-1-茚酮是合成非甾体抗炎类药舒林酸的关键中间体[3-4]，我们合成的5-三氟甲基-2-茚酮亦用着中间体合成抗癌新药进行生物活性研究[5]。

在含氟原子和三氟甲基化合物的核磁共振谱谱图中，因氟原子的强烈裂分影响导致临近碳原子被裂分得特别奇特，常与其他碳原子共振峰交叉而难以辨别，故在研究含氟化合物的合成中，目标分子的表征和确证显得尤为重要。本文对八个含三氟甲基茚满骨架的化合物的核磁共振谱1H NMR，13C NMR，DEPT 135进行探究，研究其规律，同时根据NMR数据，结合电子云密度和1H-1H COSY等相关信息完成了该系列化合物中碳、氢原子全归属。

1　实　验

1.1化合物合成

图1　三氟甲基茚化合物结构Fig.1　Structures of the eight trifluoromethyl compounds

参阅文献[5-6]，合成了八个三氟甲基取代茚化合物，结构如图1所示。所有化合物经柱层析或重结晶纯化后送检。

1.2NMR实验部分

1H NMR，13C NMR，DEPT 135均在Bruker Avance 400 MHz 型核磁共振仪上完成。样品氢谱以CDCl3为溶剂，TMS为内标；碳谱以d6-DMSO为内标(δ=35.51 ppm)。所有实验均采用标准脉冲程序，测试温度为300 K。

化合物碳原子编号如图2化合物所示。

图2　三氟甲基茚满化合物分子结构及碳原子编号Fig.2　Structure of the trifluoromethyl compound and its carbon atom number

2　结果与讨论

2.1化合物(1～8)的1H NMR谱分析

三氟甲基茚满化合物(1～8)的1H NMR数据列于表1。

表1　三氟甲基茚化合物(1～8)1H NMR(溶剂：CDCl3)Table 1　The 1H NMR of the trifluoromethyl compounds (1～8) (Solvent:CDCl3)

八个化合物中芳环氢具有相同的模式(见图3)。在化合物(1～8)1H NMR谱中，根据表1数据，结合化学位移、峰形、积分值以及耦合常数，可归属各芳碳上氢原子。由于受间位氢原子裂分影响小，仪器没有分辨出g碳原子上氢原子的裂分，故将最低场的单峰氢归属于g碳上氢原子。相邻碳上氢原子耦合作用，d和e碳原子上氢原子将产生裂分，耦合常数相同。因此，两个耦合常数相同均裂分为二重峰的低场氢原子归属于d和e碳上氢原子。根据电子云密度估算化学位移值亦得知，e碳上氢原子较d碳上氢原子处于更低场。根据化合物1H NMR 数据，结合DEPT 135谱图和1H-1H COSY信息，应用电子云密度估算验证，得出八个化合物中所有sp3-H的归属。

综上可知表1中从左至右，依次分别为a、b、c、d、e、g碳上氢原子化学位移。

图3　化合物5的1H NMR 及化合物2、3、4的局部1H NMRFig.3　The 1H NMR of compound 5 and the local 1H NMR of compounds 2,3 and 4

2.2化合物(1～8)的13C NMR谱分析

将三氟甲基茚满化合物(1～8)的13C NMR 和DEPT 135数据列表如表2所示。

根据表2中数据，结合分子结构，容易辨识出化合物芳碳原子和非芳碳原子，即表2中第1、2、3竖列为非芳区，是a、b、c碳原子化学位移值，第8竖列为三氟甲基碳原子化学位移值，其余为苯环上芳碳原子化学位移值。根据化合物13C NMR 和 DEPT 135信息(图4～图6)得知，表2中第4、5、7竖列为d、e、g叔碳原子；第6、9、10竖列为季碳原子的化学位移，即f碳原子和稠环桥头碳原子。

表2　三氟甲基茚化合物(1～8)的13C NMR (溶剂：d6-DMSO)和DEPT 135(溶剂：CDCl3)Table 2　The 13C NMR (Solvent:d6-DMSO) and DEPT 135 (Solvent:CDCl3) of the trifluoromethyl compounds(1～8)

由表2中知从左至右，依次分别为a、b、c、d、e、f、g、CF3及稠环桥头碳原子化学位移。

图4　化合物2的13C NMR和DEPT 135Fig.4　The 13C NMR and DEPT 135 of compound 2

图5　化合物3的13C NMR和DEPT135Fig.5　The 13C NMR and DEPT 135 of compound 3

图6　化合物4的13C NMR和DEPT135Fig.6　The 13C NMR and DEPT 135 of compound 4

3　结　论

将合成的八个含三氟甲基茚满骨架化合物的1H NMR、13C NMR 与其DEPT 135进行对比，判断出分子中CH2，CH，CF3和季碳原子，同时将分子中每个氢原子归属到所在碳原子上。这八个化合物芳环上的碳原子以及CF3具有一致的特征：

(1)三氟甲基碳原子裂分。受直接连接氟原子的影响，八个化合物的三氟甲基碳原子都发生强烈裂分，C-F偶合遵循 N+1规则(N为碳原子上连接F原子数目)，CF3的碳原子都裂分为四重峰。偶合常数为270 HZ，该四重峰都在120～128 ppm 处出现，两强两弱，中心强，两边弱(见图6)。

(2)与CF3在直接相连的碳原子(f)受三个氟原子偶合效应强，也裂分为四重峰，仍然是两强两弱，中心强，两边弱。由于与氟原子相距两条单键的距离，偶合常数较三氟甲基碳原子减小，将至31.5～32 Hz。

(3)与碳原子(f)相邻的叔碳原子(e和g)受CF3远程偶合也是裂分为两强两弱，中心强，两边弱的四重峰。由于与氟原子相距三条单键的距离远，偶合常数都下降至3.7 Hz。

(4)剩下归属于d叔碳原子，由于离CF3较远，未能检测到氟原子对其远程偶合作用，故表现为去偶的单峰。

[1]Chang C S, Negishi M, Nakano T, et al. 7,7-Difluoroprostacyclin derivative, AFP-07, a highly selective and potent agonist for the prostacyclin receptor[J]. Prostaglandins, 1997, 53(2): 83-90.

[2]G J Peters, C H Köhne. Fluoropyrimidines as antifolate drugs[A].Antifolate Drugs in Cancer Therapy[C]. Humana Press, 1999:101-145.

[3]S Anna, D S Piero. Sulindac derivatives for treatment of cancer: WO, 2006134489[P].2006.

[4]Y Moon, J Z Kim, H Yang et al. Growth compensatoryrole of sunlindac sulfide-indaced thrombospondin-1 linked with EPR1/2 and RhoA GTPase signaling pathways[J]. Life Sciences, 2008, 82(11-12): 591-599.

[5]奉强, 何冰, 张琦, 等. 5-三氟甲基-2-茚酮的合成及表征[J]. 化学研究与应用, 2014, 26(9): 1445-1449.

[6]张琦, 奉强, 何冰, 等. 6-三氟甲基-1-茚醇脱水产物的合成和表征[J]. 成都师范学院学报, 2015(7): 108-110.

Investigation on Spectra of Indane Compounds Containing Trifluoromethyl by1H NMR and13C NMR Methods*

FENGQiang1,2,ZHANGQi1,2,HEBing1,2,ZHANGXiao-ling1,2,LIZhong-hui2

(1 College of Chemistry and Life Science, Chengdu Normal University, Sichuan Chengdu 611130;2 Institute of Functional Molecular, Chengdu Normal University, Sichuan Chengdu 611130, China)

Compounds containing trifluoromethyl and indanone are applicated in many fields because of their unique properties of physics and chemistry as well as excellent bioactivities. Herein,1H NMR,13C NMR, and DEPT 135 spectra methods were used to investigate eight indane compounds containing trifluoromethyl. The carbon atom of trifluoromethyl, the quaternary carbon atom directly connects with trifluoromethyl and the other two tertiary carbon atoms adjacent to the quaternary carbon atom were all split into quartet in their13C NMR spectra, and the two bridge carbon atoms in the fused rings were in low field than other aromatic carbon atoms. In1H NMR spectra, the spectra of the hydrogen atoms being on the tertiary carbon atoms were also in regular pattern.

trifluoromethyl indane; nuclear magnetic resonance;13C NMR;1H NMR; DEPT135

四川省科技厅科技支撑计划(2009GZ0167, 2012FZ0129)。

奉强(1974-)，男，讲师，主要从事有机合成研究。

张小玲(1964-)，女，教授，主要从事材料化学研究工作。

O621.4

A

1001-9677(2016)08-0044-03