本文關(guān)鍵詞： C-H鍵活化 無金屬 乙烯基喹啉 碘催化　出處：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：C-H鍵活化反應(yīng)作為一種高效、直接構(gòu)建C-X(X=C,N,P,S,O等)鍵的方法,在有機合成、生物制藥和功能性材料等領(lǐng)域吸引了科學(xué)家們的普遍關(guān)注。在探索直接C-H鍵活化的過程中,我們發(fā)現(xiàn)以N-O基團作為氧化定位基團的方法具有區(qū)域選擇性好、反應(yīng)活性高的優(yōu)點。此外,喹啉作為含氮雜環(huán)類化合物中重要的一員,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、功能材料和染料工業(yè)中。因此,以N-O基團作為氧化導(dǎo)向定位基團,通過直接C-H鍵活化的方法,得到喹啉化合物官能團化產(chǎn)物的合成策略引起了我們的關(guān)注。乙烯基喹啉類化合物具有獨特的光學(xué)性能和生物活性,廣泛存在于天然產(chǎn)物、功能性材料和藥物分子之中。目前通過直接C-H鍵活化實現(xiàn)喹啉類化合物烯基化反應(yīng)的合成策略主要集中于過渡金屬催化和微波反應(yīng)。然而,這些反應(yīng)方法通常條件苛刻,需要使用比較昂貴的過渡金屬和過量的氧化劑,反應(yīng)條件難以控制。因此如何開發(fā)簡單高效、原子經(jīng)濟的方法來合成乙烯基喹啉類化合物是一個挑戰(zhàn)。基于此,本論文主要研究了基于碘催化雜環(huán)氮氧化物C-H鍵的直接烯基化反應(yīng),我們開發(fā)出一種簡單、高效的方法來合成一系列乙烯基喹啉類化合物。該方案是以喹啉氮氧化物和苯乙烯為底物,碘單質(zhì)作為催化劑,在無外加金屬和氧化劑的條件下,以高達96%的收率合成了一系列烯基化的含氮雜環(huán)類化合物(Scheme 1)。該方法使用了低毒和后處理簡單的分子碘作為催化劑,操作簡單、對環(huán)境污染小,同時還具有區(qū)域選擇性好、催化效率高、原子經(jīng)濟性好、能適用于放大生產(chǎn)等優(yōu)點。經(jīng)過考察已報道的文獻和一系列的對照實驗,推測該烯基化反應(yīng)的機理如下圖所示(Scheme 2)：
[Abstract]:C-H bond activation reaction, as an efficient and direct method to construct C-XTX (CNN) PNN PNNPNPNPNPNSZO) bonds, has attracted widespread attention of scientists in the fields of organic synthesis, biopharmaceutical and functional materials, etc. In the process of exploring the activation of direct C-H bonds, the activation of C-H bonds has attracted a lot of attention from scientists. We found that N-O group as oxidation group has the advantages of good regioselectivity and high reaction activity. In addition, quinoline, as an important member of nitrogen-containing heterocyclic compounds, has been widely used in medicine. In functional materials and dye industries, therefore, N-O groups are used as oxidation-oriented orientation groups, which are activated by direct C-H bonds. The synthesis strategy of functional quinoline compounds has attracted our attention. Vinyl quinoline compounds have unique optical properties and biological activities and are widely used in natural products. Among functional materials and drug molecules, the current synthesis strategies for the alkylation of quinoline compounds by direct C-H bond activation are mainly focused on transition metal catalysis and microwave reactions. It is difficult to control the reaction conditions that require the use of more expensive transition metals and excess oxidants. Therefore, how to develop a simple, efficient, atomic and economical method for the synthesis of vinyl quinoline compounds is a challenge. In this paper, the direct alkylation of heterocyclic nitrogen oxide C-H bond catalyzed by iodine was studied. A series of vinyl quinoline compounds were synthesized by using quinoline nitrogen oxides and styrene as substrates, iodine as catalyst, and without addition of metal and oxidant. A series of nitrogen-containing heterocyclic compounds were synthesized in a yield of up to 96%. In this method, low toxicity and simple reprocessing molecular iodine were used as catalysts, the operation was simple, the environmental pollution was small, and the region selectivity was good. The catalytic efficiency is high, the atom economy is good, and it can be applied to enlarge the production and so on. The mechanism of the alkenylation reaction is inferred from the literature and a series of controlled experiments, as shown in the figure below.
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O621.251

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本文編號：1554963