發(fā)布時(shí)間：2017-08-29 20:32

  本文關(guān)鍵詞：基于吸電子基取代乙酰胺衍生物的雜環(huán)合成

  更多相關(guān)文章： 化學(xué)選擇性 貴重金屬替代 Buchner反應(yīng) 碘苯葉立德 吲哚酮 二VA二嗪 水相合成 串聯(lián)反應(yīng)

【摘要】：吸電子基取代乙酰胺衍生物是有機(jī)化學(xué)中一類常用的重要反應(yīng)中間體,酰胺上可引入多種N-取代基,而其活潑亞甲基能轉(zhuǎn)化為重氮、碘苯葉立德、肟等官能團(tuán),形成新的反應(yīng)活性中間體,進(jìn)行分子內(nèi)或分子間反應(yīng),最終生成新的有機(jī)合成、藥物合成中間體。本文以吸電子基取代乙酰胺衍生物為原料,開發(fā)了合成1,3,5-環(huán)庚三烯、3-氰基-2-乙酰氧基吲哚、吲哚-2-酮-3-甲酰胺二氟化硼絡(luò)合物、3-(1-羥基亞烷基)吲哚及1,4,2,5-二VA二嗪衍生物的方法。首先,以氰基乙酰芐胺為原料,分別以重氮化合物及碘苯葉立德為卡賓前體,在銅(Ⅱ)催化劑的作用下進(jìn)行分子內(nèi)Buchner反應(yīng)合成3-氧代-1,2,3,3a-四氫環(huán)庚[c]吡咯。重氮乙酰芐胺在過(guò)渡金屬催化下發(fā)生分子內(nèi)Buchner反應(yīng)生成5,7-雙環(huán)產(chǎn)物——3-氧代-1,2,3,3a-四氫環(huán)庚[c]吡咯。α-無(wú)取代,α-乙�；�,α-烷氧�；�,α-芳基取代的重氮乙酰芐胺發(fā)生的分子內(nèi)Buchner反應(yīng)可以合成相應(yīng)的5,7-雙環(huán)產(chǎn)物,然而,在反應(yīng)的過(guò)程中,還會(huì)發(fā)生脂肪或芳香C-H插入反應(yīng),生成β-內(nèi)酰胺,γ-內(nèi)酰胺,和δ-內(nèi)酰胺產(chǎn)物,所以這些反應(yīng)的化學(xué)選擇性很差。本文通過(guò)引入氰基為α-取代基,通過(guò)氰基與芳基的π-π堆積效應(yīng)以及利用氰基卡賓基團(tuán)較小、氰基與金屬卡賓共平面等特點(diǎn),控制了反應(yīng)的化學(xué)選擇性,使分子內(nèi)Buchner反應(yīng)專一進(jìn)行。該方法使用的是銅催化劑,反應(yīng)產(chǎn)率高,因此反應(yīng)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。其中,重氮的方法產(chǎn)率相對(duì)較高,碘苯葉立德的方法由于使用的是“一鍋法”,因此更方便操作,且碘苯葉立德毒性小,更加綠色環(huán)保。其次,以重氮氰基乙酰苯胺為原料、Cu(acac)2為催化劑,合成3-氰基吲哚酮,由于3-氰基吲哚酮極性大,因此將其在堿及乙酰氯作用下轉(zhuǎn)化為3-氰基-2-乙酰氧基吲哚。當(dāng)以BF3·OEt2為催化劑時(shí),生成的3-氰基吲哚酮的氰基會(huì)發(fā)生進(jìn)一步轉(zhuǎn)化生成酰胺,其羰基與吲哚酮的羰基與硼絡(luò)合,最終得到吲哚-2-酮-3-甲酰胺的二氟化硼絡(luò)合物,利用該法合成了一系列三元及多元環(huán)的β-二羰基化合物的二氟化硼絡(luò)合物。再者,以烷(芳)�；氐阴１桨窞樵习l(fā)展一種水相合成3-(1-羥基亞烷基)吲哚酮的方法。3-(1-羥基亞烷基)吲哚酮是抗風(fēng)濕藥替尼達(dá)普等藥物的核心結(jié)構(gòu)單元,它還是重要的有機(jī)合成中間體。前人采用烷(芳)�；氐阴１桨窞樵系姆椒ê铣�3-(1-羥基亞烷基)吲哚酮時(shí),采用的是Rh、Ru、Ag貴重金屬催化劑,并使用苯、1,4-二氧六環(huán)等毒性較大的有機(jī)溶劑,嚴(yán)重限制了該反應(yīng)的應(yīng)用。本文采用水為溶劑進(jìn)行水相合成,并沒有得到卡賓對(duì)水進(jìn)行O-H插入的產(chǎn)物,且無(wú)需氮?dú)獗Ｗo(hù),操作方便。在催化劑方面,使用廉價(jià)的易溶于水的Cu(NO3)2·3H2O為催化劑進(jìn)行該反應(yīng),產(chǎn)率高達(dá)91%。最后,以硝基乙酰苯胺、硝基苯乙酮原料,通過(guò)串聯(lián)反應(yīng)合成1,4,2,5-二VA二嗪衍生物。該反應(yīng)先是以亞硝酸鈉、濃硫酸對(duì)活潑亞甲基進(jìn)行亞硝化生成肟,然后得到的肟中間體直接進(jìn)行分子間的加成消除反應(yīng),脫去兩分子的亞硝酸,生成產(chǎn)物。該法利用的是串聯(lián)反應(yīng),反應(yīng)中間體無(wú)需分離直接進(jìn)行下一步反應(yīng),克服了傳統(tǒng)的氧化腈二聚法合成1,4,2,5-二VA二嗪路線長(zhǎng)、操作繁瑣、化學(xué)選擇性差的缺點(diǎn)。另外在合成原料硝基乙酰苯胺上,首次采用DCC/DMAP直接對(duì)硝基乙酸、二級(jí)芳胺進(jìn)行縮合制備而成。以上幾種方法學(xué),具有諸多優(yōu)點(diǎn)。首先,所有的方法原料易得,都可以通過(guò)相應(yīng)的取代乙酰基衍生物與胺反應(yīng)制備得到。其次,反應(yīng)產(chǎn)率高,這幾種方法最高產(chǎn)率至少能達(dá)到60%以上。第三,化學(xué)選擇性都很專一,幾乎沒有副產(chǎn)物生成。第四,使用的催化劑都是廉價(jià)金屬催化劑,因此非常經(jīng)濟(jì)可行。最后,所有的反應(yīng)都易于操作,大部分反應(yīng)都無(wú)需使用氮?dú)獗Ｗo(hù)。綜上所述,本文主要采用吸電子基取代的乙酰胺衍生物,通過(guò)重氮、碘苯葉立德、肟中間體,開發(fā)出1,3,5-環(huán)庚三烯、3-氰基-2-乙酰氧基吲哚、吲哚-2-酮-3-甲酰胺二氟化硼絡(luò)合物、3-(1-羥基亞烷基)吲哚及1,4,2,5-二VA二嗪衍生物等幾種有機(jī)合成中間體的高效可行、操作簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的合成方法。
【關(guān)鍵詞】：化學(xué)選擇性 貴重金屬替代 Buchner反應(yīng) 碘苯葉立德 吲哚酮 二VA二嗪 水相合成 串聯(lián)反應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O626
【目錄】：

• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集4-5
• 摘要5-8
• Abstract8-21
• 主要符號(hào)表21-24
• 第一章 緒論24-34
• 1.1 介紹24-25
• 1.2 重氮乙酰胺卡賓反應(yīng)的化學(xué)選擇性和區(qū)域選擇性的影響因素25-32
• 1.2.1 催化劑的影響25-27
• 1.2.2 α-取代基的影響27-29
• 1.2.3 N-取代基的影響29-32
• 1.3 小結(jié)32
• 1.4 本文研究目標(biāo)32-34
• 第二章 化學(xué)選擇專一性的分子內(nèi)Buchner反應(yīng)34-62
• 2.1 分子內(nèi)Buchner反應(yīng)34-43
• 2.1.1 Buchner反應(yīng)及其機(jī)理34-35
• 2.1.2 重氮乙酰芐胺分子內(nèi)Buchner反應(yīng)35-37
• 2.1.3 氰基卡賓37-38
• 2.1.4. 銅催化劑在分子內(nèi)Buchner反應(yīng)中的應(yīng)用38-39
• 2.1.5 以芳基碘葉立德為卡賓前體39-42
• 2.1.5.1 芳基碘葉立德——另一種卡賓前體39-40
• 2.1.5.2 重氮與芳基碘葉立德的比較40-42
• 2.1.5.3 以芳基碘葉立德為卡賓前體研究分子內(nèi)Buchner反應(yīng)42
• 2.1.6. 小結(jié)42-43
• 2.2 以重氮化合物為卡賓前體進(jìn)行的分子內(nèi)Buchner反應(yīng)43-51
• 2.2.1 原料重氮氰基乙酰胺的合成43
• 2.2.2 催化劑和溶劑的優(yōu)化43-45
• 2.2.3 反應(yīng)底物的拓展45-48
• 2.2.4 氰基的轉(zhuǎn)化48-50
• 2.2.5. 結(jié)論50-51
• 2.3 以碘苯葉立德為卡賓前體的分子內(nèi)Buchner反應(yīng)51-59
• 2.3.1 催化劑、溶劑和堿的優(yōu)化51-53
• 2.3.2 底物擴(kuò)展53-56
• 2.3.3 反應(yīng)的機(jī)理研究56-58
• 2.3.4 其它α取代的乙酰芐胺的反應(yīng)58-59
• 2.3.5 小結(jié)59
• 2.4 本章小結(jié)59-62
• 第三章 氰基乙酰苯胺合成吲哚衍生物62-70
• 3.1 3-氰基-2-乙酰氧基吲哚的合成62-64
• 3.2 吲哚-2-酮-3-甲酰胺的二氟化硼絡(luò)合物的合成64-69
• 3.2.1 反應(yīng)的發(fā)現(xiàn)64-65
• 3.2.2 反應(yīng)條件的優(yōu)化65-66
• 3.2.3 反應(yīng)底物的拓展66-67
• 3.2.4 反應(yīng)機(jī)理的研究67
• 3.2.5 BF_2絡(luò)合物的熒光測(cè)試67-69
• 3.2.6 小結(jié)69
• 3.3 本章小結(jié)69-70
• 第四章 硝酸銅催化的水相合成3-(1-羥基亞烷基)吲哚酮70-82
• 4.1 介紹70-74
• 4.2 反應(yīng)條件的優(yōu)化74-75
• 4.3 反應(yīng)底物的拓展75-76
• 4.4 反應(yīng)機(jī)理的研究76-80
• 4.5 本章小結(jié)80-82
• 第五章 以串聯(lián)反應(yīng)合成1.4,2,5-二VA二嗪衍生物82-92
• 5.1 硝基乙酰胺及1,4,2,5-二VA二嗪衍生物的合成介紹82-85
• 5.2 縮合法制備硝基乙酰苯胺85-87
• 5.3 通過(guò)串聯(lián)的亞硝化、分子間加成消除反應(yīng)合成1,4,2,5-二VA二嗪87-88
• 5.4 反應(yīng)機(jī)理的研究88-90
• 5.5 其它硝基亞甲基底物的嘗試90-91
• 5.6 本章小結(jié)91-92
• 第六章 總結(jié)論92-96
• 第七章 實(shí)驗(yàn)部分96-132
• 7.1 儀器與試劑96
• 7.2 實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程96-99
• 7.2.1 二級(jí)胺的制備通法96-97
• 7.2.1.1 還原胺化法96-97
• 7.2.1.2 芳胺與苯硼酸偶聯(lián)法97
• 7.2.2 氰基乙酰胺的制備97
• 7.2.2.1 DCC/DMAP縮合法97
• 7.2.2.2 氰基乙酰氯/三乙胺法97
• 7.2.3 重氮氰基乙酰胺的制備97-98
• 7.2.4 以重氮化合物為卡賓前體的分子內(nèi)Buchner反應(yīng)的通法98
• 7.2.5 以碘苯葉立德為卡賓前體的分子內(nèi)Buchner反應(yīng)的通法98
• 7.2.6 3-氰基-2-乙酰氧基吲哚的制備通法98
• 7.2.7 吲哚-2-酮-3-甲酰胺的二氟化硼化合物的制備通法98
• 7.2.8 重氮乙酰乙酰苯胺的制備通法98-99
• 7.2.9 水相合成3-(1-羥基亞烷基)吲哚酮的通法99
• 7.2.10 硝基乙酰芳胺的制備通法99
• 7.2.11 由串聯(lián)反應(yīng)合成1,4,2,5-二VA二嗪的通法99
• 7.3 部分中間體、產(chǎn)物的分析數(shù)據(jù)99-132
• 參考文獻(xiàn)132-142
• 附錄 部分化合物的核磁氫譜、碳譜、氟譜142-252
• 論文發(fā)表情況252-254
• 作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介254-256
• 致謝256-258
• 附件258-259

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本文編號(hào)：755303