绿色催化合成含杂原子功能有机分子的方法研究

发布时间：2020-03-29 05:57

【摘要】：近年来随着全社会环保意识的不断强化,绿色合成化学概念深入人心。无溶剂合成、水相合成、无催化剂或无金属催化合成等过程已经成为合成化学家追逐的目标和研究热点。含氮、硫、磷杂原子的化合物,如异吲哚啉酮、苯并噻唑及硫代磷酸酯,是重要的功能分子,其结构单元广泛存在于天然化合物和药物分子中。基于此本文希望利用绿色合成化学相关方法,通过无过渡金属或者无催化剂催化构筑C-N,C-C,C-S及S-P键,合理设计合成多样性的含氮、硫、膦有机功能分子。本论文工作分为五个部分:(1)发展了无催化剂下以水为溶剂合成3-喹啉烷烃取代的异吲哚啉酮的绿色方法。即2-甲基喹啉、2-甲酰苯甲酸和胺在无催化剂条件下通过类似Mannich反应发生三组分一锅法合成喹啉甲基取代的异吲哚啉酮。该反应可能是经过亚胺的形成、亲核加成和环化来构建的。脂肪胺、芳香胺和2-烷烃喹啉底物都是适用的。实验研究发现2-甲酰苯甲酸不仅作为反应物,也是反应的催化剂。绿色的水作为反应介质,温和的反应条件和可以大规模的制备都使得该方法是具有生物活性的3-取代异吲哚啉酮合成重要的补充。(2)发展了 2-萘酚、2-甲酰苯甲酸和胺无催化剂水相下通过Mannich反应发生三组分一锅法合成萘酚取代的异吲哚啉酮的绿色方法。2-萘酚作为亲核试剂与2-甲酰苯甲酸和胺原位生成的亚胺发生加成和环化反应,合成了 2-萘酚取代的异吲哚啉酮化合物。该方法优点包括绿色环保水作为溶剂,温和的反应条件,后处理操作简单,无需柱层析分离,整个过程包括后处理不需其他有机溶剂,反应完后直接过滤乙醇和水重结晶,唯一副产物为水,对环境友好。且该反应可以放大到克级。(3)发展了室温条件下2-甲酰苯甲酸和芳香胺在无催化剂条件下通过氢转移还原环化合成N-取代异吲哚啉酮的方法。以汉斯酯为氢源,通过2-甲酰苯甲酸的氢键为催化剂催化2-甲酰苯甲酸与芳香胺缩合还原环化,高效的合成了一系列N-取代的异吲哚啉酮。首次实现了该反应无催化剂下的仿生催化合成。反应具有良好的官能团适应性,还原剂汉斯酯易于制备,操作简单易行,可以大规模制备,且制备后处理无需柱层析分离,多次简单重结晶即可得到N-取代异吲哚啉酮。该研究为合成3-位无取代的异吲哚啉酮提供了简便有效的方法。(4)发展了无金属催化下邻氯硝基苯和苄氯在硫粉促进下的还原环化反应三组分一锅法合成了一系列2-芳基苯并噻唑化合物。该方法以哌啶和N-甲基吗啉为碱,无溶剂下通过脱氯还原环化途径合成了 2-芳基苯并噻唑化合物。与传统合成苯并噻唑方法相比,该方法具有明显优点:原料廉价易得,操作方法简单,硫粉对环境无污染即作反应物又作还原剂。(5)发展了利用I2O5和DBU组合催化剂,催化亚磷酸酯与硫酚反应合成了具有生物活性的硫代磷酸酯类化合物。该方法以I2O5为氧化剂,DBU为碱,室温下通过偶联硫酚与亚磷酸酯合成了硫代磷酸酯化合物,产率中等到良好。该反应特征无金属和过氧化物催化。
【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O626

【参考文献】