四氢吡啶类化合物的立体选择性交叉脱氢偶联反应的研究

发布时间：2019-05-28 11:13

【摘要】：有机化学研究的一个重要方向是发展新的高效、高选择性的有机合成反应。近年来,随着原子经济和绿色化学概念的出现,通过直接活化碳氢键来构建碳碳键已经成为了一个研究热点。交叉脱氢偶联作为一种高效的新合成策略,因具有条件温和、副产物少、原子利用率高等优点,而越来越多的受到有机化学家们的关注。经过有机化学家的努力,多种类型的交叉脱氢偶联反应相继被发展起来。但由于C-H键的键能较大,使得这类反应的活性较低,其化学选择性也往往难以控制。目前对于分子内区域选择性和非对映立体选择性的交叉脱氢偶联反应的研究报道较少,分子间非对映立体选择性的交叉脱氢偶联反应的研究仍然空白,因而这类交叉脱氢偶联反应备受瞩目。顺式或反式2,6 二取代四氢吡啶、2,4二取代四氢吡啶均为许多天然产物以及生物活性分子的重要骨架,我们发现这类化合物结构中常常在2位或4位带有羰基亚甲基片段,如:(-)-methylpalustramate、(-)-andrachcinidine、calvine。通常来说合成上述2位或4位带有羰基亚甲基片段的二取代四氢哌啶,往往需要对各个反应组分进行预先活化再进行反应。如此一来,将不可避免地面临反应步骤增多、原子经济性降低的问题。我们设想,只要通过同时活化四氢吡啶类化合物氮原了α位C-H与二羰基化合物活泼C-H进行非对映立体选择性交叉脱氢偶联反应,再进行一步简单的脱羧,即可迅速获得此类化合物。一旦这个设想实现,将会大大缩短反应步骤、提升原子经济性。而如何实现调控、提升这个反应的活性和立体选择性,成为充满挑战与机遇的问题。本课题基于这种设想进行了研究和论证,具体内容如下:首先选择四氢吡啶和丙二酸二甲酯作为最初的反应底物开始试反应,然后主要从以下几个方面进行研究:反应中金属添加剂的种类、添加剂的量、氧化剂的种类和溶剂的种类。通过研究,获得最佳的立体选择性和收率的反应条件。为验证此方法的适用性,利用获得的最佳反应条件,首先选用不同种类的二羰基化合物、不同侧链的四氢吡啶,对此反应体系底物范围进行扩展,发现他们都能很好的适应此反应条件,取得非对映选择性较好的顺式2,6-二取代四氢吡啶。接着我们通过简单的一步retro-aza-Michael/aza-Michael反应,实现了反式2,6-二取代四氢吡啶的合成。简单的替换β酮酯为亲核试剂,我们出乎意料地合成了顺式2,4-二取代的四氢吡啶,完成了对立体选择性区域选择性多样的四氢吡啶的合成。此外,我们还将所发展的立体选择性交叉脱氢偶联反应体系,成功应用到了四氢吡啶类天然产物及类似物的合成上。验证了此体系良好的适用范围及实用价值。
[Abstract]:One of the important directions of organic chemistry is to develop new high efficiency and high selectivity organic synthesis reactions. In recent years, with the emergence of atomic economy and green chemistry, the construction of carbon-carbon bonds by directly activating hydrocarbon bonds has become a research focus. As an efficient new synthesis strategy, cross-dehydrogenase coupling has attracted more and more attention of organic chemists because of its mild conditions, few by-products and high atomic utilization ratio. Through the efforts of organic chemists, various types of cross-dehydrogenase coupling reactions have been developed one after another. However, because of the large bond energy of C 鈮，

本文编号：2487003