廉价金属稳定的两性中间体和两性分子的环化反应研究

发布时间：2020-04-16 17:50

【摘要】：过渡金属稳定的两性中间体和两性分子参与的环化反应是一种高效构建环状化合物的方法,被广泛运用在有机合成中。本论文对该领域的最新研究进展做了详细综述,并围绕廉价金属稳定的两性中间体和两性分子的环化反应开展了相关研究工作,具体研究内容如下:首先,我们从简单易得的乙烯基苯并VA嗪酮和硫叶立德出发,在亲核性铁催化剂的作用下乙烯基苯并VA嗪酮通过脱羧产生烯丙基铁稳定的两性中间体,然后与硫叶立德发生形式[4+1]环加成反应,以很高的产率和非常高的非对映选择性得到了一系列高度官能化的吲哚啉衍生物。同时通过产物的衍生化,顺利的合成了含有结构复杂的二氢茚结构单元的四氢咔唑产物。最后,我们通过π-烯丙基铁络合物的控制实验和手性底物的验证实验,提出了可能的反应机理并通过DFT计算对提出的机理进行了进一步的验证。在上述铁催化的脱羧[4+1]环加成反应的基础上,我们设计了新型的乙炔基苯并VA嗪酮试剂,在手性铜催化剂的作用下发生脱羧反应并产生亚丙二烯基铜稳定的两性中间体,然后与原位生成的硫叶立德发生形式[4+1]环加成反应,以非常高的产率、对映选择性和非对映选择性得到了手性吲哚啉衍生物和四氢吡咯衍生物,通过对产物的衍生化,合成了新型的手性1,2,3-三唑取代的吲哚啉和2-吲哚取代的吲哚啉化合物。此外,我们根据产物和手性铜络合物的非线性关系以及文献的报道提出了可能的反应机理。最后通过X-射线单晶衍射确定了产物的绝对构型并提出了可能的立体诱导模型。此外,我们从简单易得的苯酚作为封端基团的封端型氧或氮取代的异氰酸酯出发,研究了在碱促进下产生的氧或氮取代的异氰酸酯的两性分子在铜催化剂下与邻碘苯胺和邻碘苄胺的取代\环化串联反应或一锅两步反应,以很高的产率合成了一系列含有生物活性骨架的1-烷氧基苯并咪唑酮、1-烷氧基(氨基)-3,4-二氢喹唑啉-2-酮和苯并噻吩类衍生物。同时通过对产物的衍生化,在温和条件下顺利得到了酰基羟胺杂环化合物。最后,我们从手性的脯氨酸出发设计并合成了一种新型的氮杂环卡宾催化剂前体并成功应用在氮杂环卡宾催化的乙烯基苯并VA嗪酮和醛的环化反应中,高效合成了一系列结构新颖的吲哚啉化合物。通过X-射线单晶衍射,我们确定了产物的结构,并提出了可能的反应机理。
【图文】：

尤其是当反应中含有不兼容的官能团时。在深刻理解官能团活性的基础上，通过减少保护基的逡逑操作来实现反应的化学选择性转化备受青睐。在小分子或活性中间体中，同时具有亲核性反应逡逑位点和亲电性反应位点的化学物种属于动力学上的两性分子或两性中间体（图１－１）。［２］根据亲逡逑核性反应位点和亲电性反应位点的距离，这些两性分子或两性中间体可以系统性的归属为［ｌ，ｎ］逡逑体系。在特定的反应条件下，在两性分子中具有动力学上正交活性的反应位点，能够同时连接逡逑亲核试剂和亲电试剂，从而高效的构建非环状化合物（图ｌ－１－ａ）。此外，当只在反应体系之中逡逑添加亲核试剂的时候，亲核试剂进攻两性试剂或两性中间体的亲电位点，因此会形成一个新的逡逑亲电试剂（ｎａｓｃｅｎｔ逡逑Ｅ：邋ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｉｌｉｃ邋ｓｉｔｅ邋Ｎｕ：邋ｎｕｃｌｅｏｐｈｉｌｉｃ邋ｓｉｔｅ逡逑＼邋／逡逑（ａ）逦ｒ——逡逑［１，ｎ］－ａｍｐｈｏｔｅｎｃ逦逦＾逦—ＱＴ＾ＴＯ—＇逡逑ｒｅａｇｅｎｔ邋ｏｒ逡逑ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ逦ａｃｙｃｌｉｃ邋ｃｏｍｐｏｕｎｄ逡逑Ｒ’．＇Ｎｕ逦Ｅ八邋Ｒ逡逑Ｎｕｃｌｅｏｐｈｉｌｅ逦Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｉｌｅ逡逑（ｂ）逦＿＿逡逑Ｎｕ１逡逑Ｅ１邋ｉｓ邋ａ邋ｎａｓｃｅｎｔ邋ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｉｌｅ邋ｃ

０Ｃ０２Ｒ３逦Ｎｕ逡逑１１－７逦１１－８逦１１－９逡逑／－＾Ｃ０２／－Ｂｕ逦Ａｒ、｜ｕ逦Ａｒ、。。逦0邋ＮＣ邋ＣＮ逦Ｒ１逡逑ｂｕ0２Ｃ＾Ｃ邋ｊｌ，逦、Ｙｒ３逡逑１１－１０逦１１－１１逦１１－１２逦１１－１３逦１１－１４逡逑Ｐｌｉｅｔｋｅｒ，邋２００６逦Ｐｌｉｅｔｋｅｒ，邋２００６逦Ｐｌｉｅｔｋｅｒ，邋２００９逦Ｐｌｉｅｔｋｅｒ，邋２０１３逦Ｔｕｎｇｅ，逦２００９逡逑图２－２．邋ＴＢＡＦｅ催化脱羧烯丙基化反应逡逑应，非常高效地构建了一系列Ｃ－０键。【１力］尽管如此，将这类亲核性的铁催化剂运用于环加成逡逑反应的报道却非常少。最近，ＰＨｅｔｋｅｒ小组报道了一例铁催化的乙烯基环丙烷１１－１５与活化的烯逡逑烃１１－１７或者对甲基苯磺酰基取代的亚胺Ｉ丨－１７＇的Ｐ＋２］环加成反应，极大的拓展了该类铁催化剂逡逑的反应类型，该反应经历了一个铁稳定的两性中间体１１－１６邋（图２－３－ａ）。受此开创性工作的启发，逡逑我们设想亲核性的ＴＢＡＦｅ可能会催化乙炼基苯并嚼嗓酮Ｉ丨－１９（Ｔｕｎｇｅ、ｒｅａｇｅｎｔ）［９Ｕ的脱竣过程，逡逑因此会产生一个非常类似的两性中间体１１－２０，因此，在同一个分子内会同时包含７１－烯丙基铁的逡逑亲电片段和磺酰基氮负离子的亲核片段（图２－３－ｂ）。理论上，，在这个两性中间体的亲电性的７１－逡逑烯丙基铁络合物能够首先与亲核性的硫叶立德１丨－２１反应，［１５３＿１５４］然后经历一个分子内磺酰基逡逑氮负离子对逡逑
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O621.25


本文编号：2629867