2H-吲唑是一類非常重要的含氮雜環(huán),它們在天然產(chǎn)物、藥物及生物活性化合物中廣泛存在。同時(shí)含氰基的芳香類化合物也是一類用途廣泛的天然產(chǎn)物,在制藥、染料、農(nóng)用化學(xué)品及材料等方面有著廣泛的應(yīng)用。由于以上原因,本文通過螯合輔助策略實(shí)現(xiàn)2H-吲唑的一鍋法氰化反應(yīng)。該反應(yīng)以2-芳基-2H-吲唑?yàn)榉磻?yīng)底物,以N-氰基-N-苯基對甲苯磺酰胺（NCTS）為氰基源,以二氯（五甲基環(huán)戊二烯基）合銠（III）二聚體為催化劑,六氟銻酸銀為添加劑,乙酸鉀為堿,1,2-二氯乙烷為溶劑,在空氣條件下,實(shí)現(xiàn)2-芳基-2H-吲唑的氰化反應(yīng)。此外還結(jié)合機(jī)理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和相關(guān)文獻(xiàn)提出了可能的反應(yīng)機(jī)理。主要研究內(nèi)容如下:以2-苯基-2H-吲唑和NCTS為模板反應(yīng)物,通過條件篩選得到該反應(yīng)的最優(yōu)條件。在最優(yōu)條件下對2H-吲唑進(jìn)行底物拓展,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該反應(yīng)條件對帶有各種取代基的2H-吲唑都能以良好的產(chǎn)率得到目標(biāo)氰化產(chǎn)物,最高產(chǎn)率能達(dá)到94%。氰化的2-芳基-2H-吲唑可轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的胺、酰胺和酯。之后為了探究反應(yīng)機(jī)理,進(jìn)行了H/D交換實(shí)驗(yàn)、動力學(xué)同位素（KIE）實(shí)驗(yàn)及分子間競爭實(shí)驗(yàn),推測出可能的反應(yīng)機(jī)理循環(huán)。 

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

化合物1a-d5的1HNMR

第二章銠(III)催化的2H-吲唑的氰化反應(yīng)研究522.4.1H/D交換實(shí)驗(yàn)圖2.2H/D交換實(shí)驗(yàn)首先我們進(jìn)行了H/D交換實(shí)驗(yàn)(圖2.2)，1a在標(biāo)準(zhǔn)條件下，不加另一反應(yīng)物NCTS，加入20eq的CD3OD，120oC下反應(yīng)3h，通過分析回收的2H-吲唑的1HNMR譜圖，我們可以知道1a有71%的苯基的鄰位C-H鍵被C-D鍵取代(圖2.3)。同樣1a-d5在標(biāo)準(zhǔn)條件下，不加NCTS，加入20eq的MeOH,120oC下反應(yīng)3h，通過分析回收的2H-吲唑的1HNMR譜圖可以分析出1a-d5有97%的C-D鍵被C-H鍵代替(圖2.4)。根據(jù)H/D交換實(shí)驗(yàn)我們可以得出結(jié)論，在反應(yīng)過程中C-H鍵活化過程是可逆的。圖2.3H/D交換實(shí)驗(yàn)1HNMR圖譜

第二章銠(III)催化的2H-吲唑的氰化反應(yīng)研究53圖2.4D/H交換實(shí)驗(yàn)1HNMR圖譜2.4.2KIE實(shí)驗(yàn)圖2.5KIE實(shí)驗(yàn)接下我們進(jìn)行了KIE實(shí)驗(yàn)(圖2.5)，首先是平行KIE實(shí)驗(yàn)，1a或1a-d5在標(biāo)準(zhǔn)條件下反應(yīng)30、40、50、60、70min，得到2a或2a-d4的核磁產(chǎn)率(表2.9)，擬合出2a或2a-d4核磁產(chǎn)率隨時(shí)間變化的直線(圖2.6及圖2.7)，可知KH/KD=0.0047/0.0035=1.34。


本文編號：3235196