烯酮亚胺参与的碳氢键活化及环化反应研究

发布时间：2018-05-16 01:13

  本文选题：烯酮亚胺 + 过渡金属催化　； 参考：《浙江大学》2017年博士论文

【摘要】：烯酮亚胺是有机合成中一类非常重要的化合物和反应中间体,其在杂环化合物合成以及天然产物全合成等方面都有着重要的应用。本论文全面综述了烯酮亚胺的各种合成方法和参与的反应类型,并在此基础上,发展了几类烯酮亚胺参与的C-H键活化反应及环化反应。主要内容如下:(1)我们将过渡金属催化C-H活化与烯酮亚胺相结合,发展了一类基于三价铑催化的C-H活化/环化反应,以N-甲氧基苯甲酰胺和三芳基烯酮亚胺为原料,高效便捷地合成了 一系列异吲哚啉酮类化合物。对于不同的N-甲氧基苯甲酰胺,我们可以得到两种不同的环化产物,即[4+1]环化产物3-氨基异吲哚啉-1-酮类化合物和[3+2]环化产物3-(二芳基亚甲基)异吲哚啉-1-酮类化合物。得到的[4+1]产物还可以进一步转化成其他产物。我们进行了一系列机理实验,并提出了该反应的可能机理,得到的两种不同的环化产物主要是靠N-甲氧基苯甲酰胺邻位取代基的位阻大小调控的。(2)我们进一步探究了在三价铑催化下,各种结构的烯酮亚胺与N-甲氧基苯甲酰胺的环化反应。我们发现,不同结构的烯酮亚胺会导致反应得到不同的环化产物。β-烷基取代的烯酮亚胺得到[4+2]环化产物3-亚胺基异喹啉酮,而β-酯基取代的烯酮亚胺得到[4+1]环化产物3-氨基异吲哚啉-1-酮。通过理论计算,我们提出了此反应的可能机理。不同结构的烯酮亚胺受其所带基团空间位阻和电性的影响,将导致其与金属铑不同的配位方式,进而形成不同的环化产物。除此之外,得到的[4+2]产物可以进一步通过铜催化C-N偶联转化成四环产物苯并[4,5]咪唑[1,2-b]异吲哚啉-11(6H)-酮类化合物,我们可以直接以烯酮亚胺和N-甲氧基苯甲酰胺为原料通过一锅法经过铑催化环化/铜催化偶联制得该产物。这一类产物是有着重要价值的生物活性分子。(3)我们成功实现了廉价金属催化下烯酮亚胺参与的碳氢活化反应,在三价钴催化下,以N-(2-嘧啶基)吲哚和酯基烯酮亚胺为原料,成功实现了吲哚2-位的烯胺化,并且可以进一步扩展到N-(2-嘧啶基)吡咯、2-苯基嘧啶和N-(2-嘧啶基)二氢吲哚等底物。该反应原料易得,操作简便,反应条件温和,基团适应性广,放大反应规模至克级后产率基本不受影响。得到的吲哚烯胺化产物还可以在碱的促进下进一步以较高的产率环化成一种在医药领域有着重要作用的分子:3H-吡咯并[1,2-a]吲哚-3-酮。(4)我们成功实现了锰催化下烯酮亚胺参与的碳氢活化反应。我们以1-(2-嘧啶基)吲哚和烯酮亚胺为原料,仅仅以十羰基二锰为催化剂,实现了吲哚2-位的烯胺化。在该反应条件下,不仅仅酯基烯酮亚胺可以参与反应得到直接烯胺化的产物,对酸较为敏感的三芳基烯酮亚胺也可以参与反应,得到的是烯胺化后嘧啶基迁移的产物,且可以进一步通过氧化脱氢偶联得到苯并[c]咔唑类化合物。同时,该反应也可以放大反应规模至克级,也可以实现一锅两步反应,有着较好的实用性。(5)我们以烯酮亚胺和炔丙胺为原料,在I_2的促进下,以O_2为氧化剂简单高效地合成了5-咪唑甲醛类化合物。该反应的底物适用范围广,能以中等到良好的收率得到产物。同时,我们还发现仅在银盐的催化下,该反应也能顺利进行,得到5-位未被氧化的1,2,5-三取代咪唑类化合物。我们提出了该反应的机理,该反应是经过亲核加成/Lewis酸催化亲电环化/氧化的串联过程得到最终产物的。
[Abstract]:In this paper , the cyclization reaction of ketene imine with N - methoxybenzamide is studied . ( 4 ) We have successfully carried out the carbon - hydrogen activation reaction of ketene imine involved in manganese catalysis . The reaction is carried out by using 1 - ( 2 - Pyrimidyl ) indole and ketene imine as raw materials .

【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O621.251
，

本文编号：1894772