在人類認(rèn)識化學(xué)規(guī)律的基本活動中,對于碳?xì)滏I活化的研究為化學(xué)家們提供了眾多修飾已有分子結(jié)構(gòu)的方法和思路,極大地豐富著他們的物質(zhì)基礎(chǔ)。盡管碳?xì)滏I普遍存在于人類的物質(zhì)世界中,但大多數(shù)碳?xì)滏I是化學(xué)惰性的,這使得有關(guān)于碳?xì)滏I官能團(tuán)化的研究具有一定的挑戰(zhàn)性。加之由此連帶的區(qū)域選擇性的出現(xiàn),更是進(jìn)一步地導(dǎo)致這一研究領(lǐng)域成為化學(xué)研究中的“明星課題”。與此同時(shí),作為選擇性地在所期望的位點(diǎn)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)修飾的突破口,導(dǎo)向基團(tuán)的輔助作用獲得了很多關(guān)注。在以往的研究報(bào)道中,以氰基、羧基、吡啶基等作為導(dǎo)向基團(tuán)的選擇性活化反應(yīng)策略被大量開發(fā)出來。相比之下,使用氮雜吲哚作為導(dǎo)向基團(tuán)的碳?xì)浠罨芯坎⒉欢嘁姟Ａ硪环矫?苯磺�；鶑V泛分布于生物活性分子中,通常以磺酸鹽和磺酰胺的形式存在,比如,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)市售的藥物阿佐塞米和磺胺甲噁唑。就底物而言,目前還沒有關(guān)于苯磺酸衍生物的鄰位碳?xì)滏I活化的研究報(bào)道。我們以7-氮雜吲哚作為導(dǎo)向基團(tuán)完成了苯磺基的鄰位烯烴化過程。該方法具有導(dǎo)向基團(tuán)容易獲取、產(chǎn)率良好、反應(yīng)體系簡單、底物適用性范圍廣以及鄰位選擇性專一的特點(diǎn)。本論文第一章將以對比的方式著重回顧鐵催化和鈀催化下的碳?xì)滏I活化研究工作,并在第二章... 

【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：167 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鐵類無機(jī)格氏試劑催化偶聯(lián)反應(yīng)基于上述前人的相關(guān)工作，就職于德國馬克斯普朗克煤炭研究所的Alois

蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文鈀（Ⅱ）催化下以氮雜吲哚為導(dǎo)向基的鄰位C-H鍵烯烴化研究3乎等同的效果，因此考慮到Fe(acac)3價(jià)廉又不易于吸潮的特點(diǎn)，他們將其選定為最優(yōu)方案。值得一提的是，如果采用二級烷基格氏試劑進(jìn)行偶聯(lián)反應(yīng)，他們通過篩選推薦使用鐵催化劑c(圖-2)；而乙烯基、烯丙基以及苯基格氏試劑作為偶聯(lián)試劑進(jìn)行偶聯(lián)反應(yīng)時(shí)結(jié)果較為復(fù)雜。其中，乙烯基與烯丙基格氏試劑與底物對氯苯甲酸甲酯并不能發(fā)生反應(yīng)，而苯基格氏試劑參與的反應(yīng)最終也只能獲得少量的目標(biāo)偶聯(lián)產(chǎn)物，產(chǎn)物主要以苯基格氏試劑的氧化二聚體聯(lián)苯為主。最后他們率先將這一催化體系應(yīng)用于天然產(chǎn)物的合成中，并且成功獲得合成海生細(xì)胞毒素(Montipyridine，2)所需的中間體1(圖-2，b)。圖-2：Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)鹽催化下的偶聯(lián)反應(yīng)在2000年，Nakamura[14]等人對烯烴的碳金屬化反應(yīng)中所涉及的立體化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行深入研究，首次采用具有手性的鐵配合物對該過程進(jìn)行催化，并由此創(chuàng)造性地實(shí)現(xiàn)了經(jīng)鐵催化的不對稱交叉偶聯(lián)反應(yīng)(圖-3)。在他們的這項(xiàng)研究工作中，手性配體的使用在該領(lǐng)域尚屬首例，而且在此之前的研究報(bào)道中也沒有開發(fā)出行之有效的適用于鐵類催化劑的手性配體。其次，對配體進(jìn)行篩查之后作者發(fā)現(xiàn)，除了p-tol-BINAP這類手性膦配體，其他具有雙齒的膦配體也能使該反應(yīng)順利進(jìn)行，只是對映選擇性有所降低。有意思的是，該反應(yīng)速率取決于膦配體的結(jié)構(gòu)：雙齒膦配體下的反應(yīng)速率高于單齒膦配體下的反應(yīng)。最后作者認(rèn)為，這種鐵催化體系對烯烴化合物的碳金屬化過程是有促進(jìn)意義的，并且這種新穎的適用于鋅-鐵雙金屬催化劑的軟膦/硬二胺(TMEDA,四甲基乙二胺)配體體系為進(jìn)一步發(fā)展由鐵催化的對映選擇性合成展示了一個(gè)明朗的發(fā)展前景。至此，使用鐵催化劑進(jìn)行的偶聯(lián)反應(yīng)

蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文鈀（Ⅱ）催化下以氮雜吲哚為導(dǎo)向基的鄰位C-H鍵烯烴化研究4底物的交叉偶聯(lián)，這種策略具有更高的效率和原子經(jīng)濟(jì)性，在很大程度上為人們打開了對于碳碳鍵構(gòu)建的新思路，并且掀開了定向直接活化碳?xì)滏I的新篇章。圖-3：鐵催化烯烴碳金屬化反應(yīng)在2006年初，前文所提及的課題組在研究鄰溴吡啶與苯基鋅試劑之間的偶聯(lián)反應(yīng)時(shí)意外獲得2-吡啶聯(lián)苯這種副產(chǎn)物(圖-4)，但當(dāng)時(shí)他們認(rèn)為在如下所示的給定條件下并無可能得到這樣的產(chǎn)物。經(jīng)過仔細(xì)研究他們發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)這一變化是由于氧化劑介入其中，而反應(yīng)所需要的氧化劑來自于從燒瓶破裂處泄漏進(jìn)來的空氣，此外還發(fā)現(xiàn)1,10-菲啰啉可作為實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變所需的良好配體。由含氮導(dǎo)向基團(tuán)與過渡金屬通過螯合配位的作用方式牽制引導(dǎo)著碳?xì)滏I活化過程在位置相對利好的位點(diǎn)進(jìn)行。至此，一個(gè)偶然的失誤為人們帶來了螯合導(dǎo)向碳?xì)滏I活化的新策略，困擾人們很久的區(qū)域選擇性問題也隨之有了新思路。介于過渡金屬催化下的碳?xì)滏I活化策略所帶來的良好優(yōu)勢，以及在復(fù)雜天然產(chǎn)物的后期結(jié)構(gòu)修飾上所展現(xiàn)出來的潛力[22]，鐵催化下的定向碳?xì)滏I活化成為該領(lǐng)域新熱點(diǎn)。圖-4：鐵催化芳基化反應(yīng)中的意外發(fā)現(xiàn)兩年后，該課題組繼而發(fā)表了首例由導(dǎo)向基團(tuán)定向芳基化的研究報(bào)道[23]。如圖-5中所展示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以萘喹啉作為反應(yīng)底物時(shí)，可獲得產(chǎn)率高達(dá)99%的C-10位芳基化產(chǎn)物(圖-5，a)。當(dāng)他們把這種催化體系應(yīng)用于鄰苯基吡啶的芳基化反應(yīng)時(shí)，只觀察到了苯環(huán)鄰位的芳基化，并且這種轉(zhuǎn)化對空間位阻較為敏感(圖-5，b)：如果底物苯環(huán)的對位被其他基團(tuán)取代時(shí)，無論取代基是給電子或吸電子的，最終都會獲得單芳基化和雙芳基化兩種產(chǎn)物，反應(yīng)效果平穩(wěn)并且總產(chǎn)率良好。而如果其間位被甲基取代，芳基化反應(yīng)只會在與甲


本文編號：3351023