H-亚磷酸酯辅助作用下的杂环氮氧化物的磺酰化反应

发布时间：2017-10-14 12:20

  本文关键词：H-亚磷酸酯辅助作用下的杂环氮氧化物的磺酰化反应

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【摘要】：由于高的原子经济性,近些年通过碳氢活化发展的新的合成方法层出不穷。碳-杂键的构建更是在有机合成领域占据重要的地位,因而通过碳氢活化来构建碳-杂原子的方法被广泛报道,但值得强调的是,目前所报道的碳氢活化的方法通常情况下是在金属,甚至是贵金属或有毒金属的催化作用下进行的,而更加绿色的非金属参与的通过C-H活化来构建碳-杂键的方法还鲜有报道。以往报道表明,与金属催化的C-N和C-O键的构建相比,金属参与的C-S键的构建报道更少。喹啉或吡啶作为一类非常重要的药效基团,广泛存在于天然产物和很多市售药物之中,但喹啉类药物2位在体内极易被氧化而使其失去药效,因而对喹啉2-位取代衍生物的合成改造具有重要意义,另外,砜类化合物是有机合成重要的中间体结构,在农业和药物化学领域等展现出其广泛的物理、化学及生物活性,因而,探索无金属条件下通过碳氢活化的方法绿色快速合成杂环砜类化合物的新型合成方法具有重要的现实意义。目前报道的合成杂环砜类化合物的方法主要包括:(1)硫醚的氧化反应;(2)亚磺酸盐的脂肪化或芳香化反应;(3)铜催化作用下喹啉氮氧化物的磺酰化反应等。这些已经报道的方法的显著缺点包括:反应起始物,如亚磺酸盐种类稀少;反应时间长;需金属催化;反应条件苛刻等等。本论文发展了一种在无金属参与下,以杂环氮氧化物和种类繁多、廉价易得的磺酰氯为反应底物,由普通H-亚磷酸酯参与碳氢活化的快速高效合成氮杂环砜类化合物的新方法。与以往报道的方法相比,该方法的显著优势包括:快速高效、条件温和、无金属、底物的广泛适用性等。在机理研究方面,通过核磁磷谱跟踪及其它辅助性实验方法,对实验机理进行了深入的探讨,详细阐明了相关实验机理。论文主要研究内容:1.以喹啉N-氧化物和对甲苯磺酰氯为模板反应,分别从磷试剂种类及用量、对甲苯磺酰氯的用量、碱的种类及用量、溶剂等几个方面进行实验条件的优化。得到最佳反应条件:H-亚磷酸二异丙酯(1 equiv.),对甲苯磺酰氯(2 equiv.),KOH(4 equiv.),THF(7 m L)。2.在最优反应条件下,考察模板反应的反应底物适用性。此方法广泛适用于芳香、脂肪类磺酰氯及带不同取代基的喹啉氮氧化物、吡啶氮氧化物、异喹啉氮氧化物以及喹喔啉氮氧化物,共合成了目标产物24个,结构均已经过1H NMR、13C NMR、HRMS的数据鉴定。3.结合31P NMR跟踪实验及其它辅助实验对实验机理进行了详细的阐述:辅助实验(并通过此辅助实验高效的合成了一系列喹啉砜类化合物):
【关键词】：杂环氮氧化物 碳氢活化 磺酰氯 H-亚磷酸酯 磺酰化反应 杂环砜类化合物
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O621.25
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 绪论12-31
• 1.1 杂环氮氧化物的简介12-13
• 1.2 杂环氮氧化物的合成13-15
• 1.2.1 直接氧化氮杂环类化合物13
• 1.2.2 通过构建氮杂环合成杂环氮氧化物13-15
• 1.3 杂环氮氧化物的应用15-25
• 1.3.1 杂环氮氧化物做氧化剂15-20
• 1.3.2 杂环氮氧化物做底物20-25
• 1.4 砜类化合物的作用25-27
• 1.4.1 砜类化合物在工业领域的应用26
• 1.4.2 砜类化合物在药物化学中的应用26-27
• 1.5 砜类化合物的合成方法27-29
• 1.5.1 硫醚的氧化反应27-28
• 1.5.2 亚磺酸钠盐的脂肪化或芳香化反应28-29
• 1.5.3 铜催化作用下的喹啉氮氧化物的碳氢活化29
• 1.6 论文的设计思路和研究内容29-31
• 第二章 H-亚磷酸酯辅助作用下的杂环氮氧化物的磺酰化反应31-53
• 2.1 引言31-32
• 2.2 实验路线32
• 2.3 实验部分32-34
• 2.3.1 仪器与试剂32-33
• 2.3.2 氮杂环砜类化合物的合成33-34
• 2.4 反应条件的优化34-38
• 2.4.1 对磷试剂种类的考察34-35
• 2.4.2 对磷试剂用量的考察35
• 2.4.3 对反应底物的量进行考察35-36
• 2.4.4 对碱的种类的考察36-37
• 2.4.5 对碱用量的考察37
• 2.4.6 对反应溶剂的考察37-38
• 2.5 反应适用性的研究38-40
• 2.6 实验机理的研究40-43
• 2.7 化合物结构表征43-52
• 2.8 本章小结52-53
• 第三章 利用亚磺酸钠盐合成喹啉砜类化合物的新方法53-62
• 3.1 引言53
• 3.2 实验路线53-54
• 3.3 实验部分54
• 3.3.1 仪器与试剂54
• 3.4 反应条件的优化54-57
• 3.4.1 对磷试剂种类的考察54-55
• 3.4.2 对磷试剂用量的考察55
• 3.4.3 对碱的种类的考察55-56
• 3.4.4 对碱用量的考察56
• 3.4.5 对反应溶剂的考察56-57
• 3.5 目标产物的合成57
• 3.6 反应机理的推测57-58
• 3.7 化合物结构表征58-60
• 3.8 本章小结60-62
• 第四章 结论62-64
• 第五章 参考文献64-71
• 附图71-109
• 在读期间发表或接收的学术论文109-110
• 致谢110

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本文编号：1031033