钯催化的去芳构化多环化反应研究

发布时间：2020-06-10 17:18

【摘要】：含有季碳中心的多环系分子骨架是各类天然产物以及生物医药中间体的重要组成片段,如何采用化学手段高效快捷构筑这一结构单元是化学家们所面临的巨大挑战。而过渡金属催化一直是化学领域的研究热点,化学家们采用该策略在构筑含有螺环体系方面努力尝试并且取得了一定的研究进展。本论文主要从以下五个部分进行论述:第一章主要介绍了芳香类化合物的发现以及芳香性的提出与发展,并且简要阐述了采用传统的化学方法实现去芳构化的反应历程。第二章主要介绍了过渡金属催化芳香类化合物的环化去芳构化研究进展,详细阐述了氯苄类化合物、酚类化合物、吲哚类化合物、芳香胺类化合物以及各类芳香杂环的环化去芳构化研究工作。第三章介绍了Pd(0)催化的简单溴代酚类化合物的去芳构化多环化转化。该研究工作采用双炔作为偶联片段,以[2+2+1]以及[2+2+2]的反应策略,高效构筑了含有季碳中心的三环体系类化合物。该反应成功实现了对溴酚类化合物以及间溴酚类化合物的去芳构化多环化转化,获得了螺环以及并环类去芳构化产物。值得注意的是,该研究工作初步实现了不对称转化,为含有这一骨架的生物活性分子以及功能材料的不对称合成提供了依据。第四章介绍了Pd/NBE催化的吲哚类化合物的远位C-H键活化/去芳构化多环化反应。该反应结合Catellani的反应模式,以NBE作为反应媒介,通过C-H键烷基化/炔烃迁移插入/吲哚的去芳构化三个主要反应步骤,一步高效构筑了三根新的化学键。该反应以良好的收率以及高的化学选择性实现了含季碳中心的五环骨架的构筑。此外,该部分研究工作还详细介绍了机理的研究过程,并且给出了合理的反应历程,为该类反应的研究提供了理论根据。第五章介绍了Pd(II)催化的芳香胺类化合物的[5+2]氧化环加成反应。该反应采用联芳烃胺类化合物作为底物,1,3-共轭烯烃作为桥连片段,该共轭烯烃中有两个碳原子参与了含氮七元环的构筑,并且由于该共轭烯烃中烯键与金属的共轭作用,阻碍了β-H的消除,从而抑制了Heck反应的发生,最终高化学选择性地实现了[5+2]环加成反应。
【图文】：

48图 3-3 2D-NOESY 谱图我们测试了该三种化合物的 2D NOESY（图 3-3），希望通过空间物的结构。通过以上测试手段，我们得到了不对称双炔反应主要产产生的原因会在后续的机理讨论给出合理的理由。3.4 反应机理通过调研文献以及结合之前的实验结果，我们对该反应提出了（图 3-4）。我们以催化循环 A 以及催化循环 B 分别来表示[2+2+的两种反应途径。我们以酚类底物 3-1a、3-4 与双炔 3-2e 反应为例

图 4-5 竞争氘代实验平行 KIE 实验：套箱中，分别向两个 5.0 mL 的反应瓶中依次加入 Pd(OAc)2(1.1 mP(2-furyl)3(2.3 mg, 0.01 mmol)，K3PO4(42.5 mg, 0.20 mmol)，4-1b (0[D6]-1b (0.10 mmol)，4-2a (0.15 mmol)以及 NBE (0.05 mmol)，然后F (0.8/0.2 mL)，然后将该反应瓶密封好拿出手套箱，在油浴锅中加热，反应完成后，将两个反应混合，向该反应体系中加入 NH4Cl 与 EtO有机相，无水 MgSO4干燥，抽滤，旋蒸得到混合物，然后将混合物到混合物 4-3b/4-([D5]-3b) (18 yield)。然后该混合物通过测1H NMR，比例，即 KH/KD= 2.3。是竞争氘代实验 KIE = 2.5，，平行氘代实验 KIE = 2.3，该实验结果表明
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O621.251


本文编号：2706604