喹啉及其衍生物是一類廣泛存在于自然界中的重要雜環(huán)化合物,由于其化學(xué)性質(zhì)多樣,可與其它試劑反應(yīng)生成各種不同的衍生物,因此它們?cè)卺t(yī)藥,染料以及分子生物學(xué)等不同的領(lǐng)域都有著諸多重要的應(yīng)用。2-烯基喹啉作為重要的喹啉衍生物之一,相比于其它喹啉衍生物具有更高的生物活性,它是諸如Montelukast(Ai)、Chimanine B (A2)和 VUF5017 (A3)等藥物或潛在藥物分子的重要結(jié)構(gòu)片段。因此,對(duì)2-烯基喹啉的合成和應(yīng)用受到人們?cè)絹碓蕉嗟闹匾暫完P(guān)注。合成2-烯基喹啉衍生物的方法有很多,主要包括以2-喹啉甲醛為底物的Witting反應(yīng),2-甲基喹啉與亞胺或醛類化合物的反應(yīng),喹啉氮氧與烯基硼酸的偶聯(lián)反應(yīng),以及過渡金屬催化的喹啉氮氧與烯化試劑的偶聯(lián)反應(yīng)等。但是,這些方法中會(huì)使用到難以獲得或從其它原料制備的取代2-甲基喹啉或取代2-喹啉甲醛作為底物,而且會(huì)使用到Pd等貴金屬作催化劑。基于此,本論文開發(fā)出了一種以喹啉氮氧為底物通過無金屬催化直接實(shí)現(xiàn)喹啉鄰位C-H鍵烯化制備2-烯基喹啉的新方法。首先,本論文以喹啉氮氧和丙烯酸乙酯為模板底物,通過對(duì)溶劑、添加劑、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和底物配比等反應(yīng)條件的篩選,建立了最佳反應(yīng)條件：DMSO為溶劑、醋酸(3 equiv)為添加劑、溫度為120℃、反應(yīng)時(shí)間為40 h、底物配比為喹啉氮氧/丙烯酸酯為1/10(摩爾比)。在獲得的最佳條件下,考察了丙烯酸酯類對(duì)喹啉氮氧鄰位C-H鍵烯化反應(yīng)的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：C-H鍵烯化目標(biāo)產(chǎn)物的收率隨著丙烯酸酯類化合物空間位阻的增大而降低,收率為44-63%；同時(shí)還發(fā)現(xiàn)空間位阻更大的a-或β-位甲基取代丙烯酸甲酯在該最佳條件下不能與喹啉氮氧發(fā)生C-H鍵烯化反應(yīng)。接下來,在以喹啉氮氧和丙烯酸乙酯為底物建立的最佳條件下,采用丙烯酸甲酯為標(biāo)準(zhǔn)底物考察了取代喹啉氮氧類化合物的C-H鍵烯化反應(yīng)情況,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：不同取代喹啉氮氧類底物的普適性較好,無論是供電子基團(tuán)(-Me、-OMe)還是吸電子基團(tuán)(-Br、-Cl、-F、-OH、-NO2、-CO2Me)取代的喹啉氮氧類化合物都能成功得到C-H鍵烯化目標(biāo)產(chǎn)物,收率在29-82%之間。然后,通過喹啉氮氧與苯乙烯類化合物的C-H鍵烯化反應(yīng)考察了取代苯乙烯類化合物的反應(yīng)情況,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：鄰位、間位和對(duì)位取代苯乙烯都能夠在以喹啉氮氧和丙烯酸乙酯為底物建立的最佳條件下轉(zhuǎn)化成目標(biāo)產(chǎn)物,最高收率可以達(dá)到80%。同時(shí)還發(fā)現(xiàn),其它烯丙型衍生物如1-戊烯-3-酮、丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯醇、丙烯醛、乙烯基磷酸二甲酯和乙烯基正丁醚在相同條件下,只有1-戊烯-3-酮能與喹啉氮氧反應(yīng),得到65%的目標(biāo)產(chǎn)物收率。其次,本文應(yīng)用該方法以3-溴喹啉氮氧和丙烯酸甲酯為例通過C-H鍵烯化反應(yīng)放大到克級(jí)制備了化合物(E)-3-(2-(3-溴-喹啉)基)-丙烯酸甲酯(3gb),實(shí)驗(yàn)表明在以喹啉氮氧和丙烯酸乙酯為底物建立的最佳條件下能獲得75%的收率。同時(shí),還發(fā)現(xiàn)了以喹啉為原料的一鍋兩步法,通過原位氧化制備喹啉氮氧不經(jīng)分離純化直接與苯乙烯發(fā)生C-H鍵烯化反應(yīng)合成了(E)-2-(2-苯乙烯基)-喹啉(5aa),該方法極大地簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)操作,為大量制備2-烯基喹啉類化合物提供了方便。最后,通過自由基捕獲實(shí)驗(yàn)和中間體控制實(shí)驗(yàn),提出了C-H鍵烯化反應(yīng)的可能反應(yīng)機(jī)理：首先喹啉氮氧與烯化試劑經(jīng)1,3-偶極環(huán)加成反應(yīng)得到一個(gè)五元環(huán)狀中間體,隨后該中間體在AcOH的輔助下開環(huán)并消去一分子水,重新芳構(gòu)化得到目標(biāo)產(chǎn)物。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O621.251

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 曉風(fēng);;通過雙金屬催化反應(yīng)從合成氣制乙二醇[J];天然氣化工(C1化學(xué)與化工);1984年03期

2 王力臻，朱松然;超低載量貴金屬催化氫電極的活性[J];鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);1994年S1期

3 王周玉;蔣珍菊;孫仲;;金屬催化制備手性胺的研究新進(jìn)展[J];精細(xì)化工中間體;2008年02期

4 高月華;徐利文;夏春谷;;新型雙金屬催化體系在不對(duì)稱合成中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J];分子催化;2008年06期

5 王述彬,劉均洪;金屬催化和生物催化在對(duì)映體拆分中的聯(lián)合應(yīng)用[J];河南化工;2004年08期

6 吳立傳,余愛芳,張敏,陳立班;雙金屬催化環(huán)氧化物聚合誘導(dǎo)期的研究[J];高分子材料科學(xué)與工程;2004年05期

7 成明;李伯剛;;金屬催化端炔與亞胺衍生物親核加成制備炔丙基胺的研究進(jìn)展[J];合成化學(xué);2012年01期

8 時(shí)志春;張應(yīng)鵬;楊云裳;李苗苗;;納米金屬催化烏爾曼反應(yīng)的研究進(jìn)展[J];化學(xué)試劑;2012年08期

9 劉運(yùn)林;朱鋒;王翠紅;周劍;;3-羥基氧化吲哚的不對(duì)稱合成:金屬催化和有機(jī)催化[J];有機(jī)化學(xué);2013年08期

10 陳立班;林欣欣;陳海生;林間;;二氧化碳和環(huán)氧丙烷共聚用的雙金屬催化體系[J];應(yīng)用化學(xué);1988年04期

本文編號(hào)：1568160