一价铜催化的叠氮、炔环加成反应以及多组分反应的研究

发布时间：2021-06-10 17:55

一价铜催化的叠氮、炔环加成反应即CuAAC反应在生物研究,材料科学以及药物分子设计等方面都有着广泛的应用,而且叠氮、炔参与的铜催化多组分反应可以有效地构建结构复杂的杂环化合物。此外,CuAAC反应的产物—N-磺酰基三氮唑在有机合成中还有着举足轻重的地位,可以参与许多的反应用来制备新型化合物。因此,铜催化的叠氮、炔环加成反应以及叠氮、炔参与的多组分反应一直是化学家们关注的热点。近些年,有关CuAAC反应以及铜催化的串联反应的研究陆陆续续有报道,尤其是合成三氮唑类化合物的方法已经有了很大的进展,但是现有的方法仍然存在一些局限,比如:反应中要使用过多的添加剂;有些催化体系制备操作复杂;使用有机试剂作为溶剂或底物范围窄等等。因此,找到一种操作简单且条件绿色,高效并且底物适用范围广的催化方法应用于铜催化的叠氮、炔环加成反应以及多组分的反应中,仍然具有一定的科学意义。本论文带着这样的目的,开展了以下三部分的研究工作:1、探索了铜催化的叠氮、炔环加成反应的最佳反应条件,在硫酸铜/取代硫脲这个催化体系下有机叠氮化物和炔烃发生环加成反应一锅法高效地合成了多种三氮唑类化合物,反应产率高达99%。这个方法避免在反应中加入过多的添加物,以水作反应溶剂条件绿色,底物范围广泛,操作简便,具有极大的工业应用潜力。2、进一步对磺酰基叠氮化物和末端炔发生的环加成反应进行了研究,扩展了硫酸铜/取代硫脲这个催化体系的应用范围。发现CuSO4-5H2O/取代硫脲可以作为高效的一价铜催化体系用来合成N-磺酰基三氮唑类化合物。与现有方法相比,该方法反应条件温和,溶剂绿色,节约了添加物的用量,反应成本低,有着很好的底物普适性,反应效率很高。3、探索了铜催化的叠氮化物、炔、2-氨基苯甲醛三组分反应的最佳反应条件,用一价铜盐CuCl催化反应,TEA作为反应碱,DCM作为反应溶剂,反应能以较高的产率得到亚胺基-1,2-二氢喹啉类化合物。该方法原子经济性很高,反应中基本没有副产物生成,操作简便快捷,有利于在工业生产中应用。
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O626

文章目录

摘要

Abstract

主要符号表

第一章引言

1.1 铜催化的叠氮、炔环加成反应(CuAAC反应)概述

1.2 N-磺酰基-1,2,3-三氮唑类化合物在有机合成中的应用

1.2.1 反应中形成α-亚氨基金属卡宾中间体

1.2.2 反应中形成N-磺酰基烯酮亚胺中间体

1.2.3 其他类型的反应

1.3 铜催化的磺酰叠氮、炔参与的多组分反应

1.3.1 磺酰叠氮、炔参与的分子间多组分反应

1.3.2 磺酰叠氮、炔参与的分子内串联反应

1.4 本论文的主要工作内容及研究意义

1.4.1 本论文的主要工作内容

1.4.2 本论文的研究意义

第二章硫酸铜/取代硫脲催化体系应用于叠氮、炔环加成反应的研究

2.1 背景介绍及课题设计思路

2.1.1 1,4-二取代-1,2,3-三氮唑类化合物的应用

2.1.2 1,4-二取代-1,2,3-三氮唑类化合物的合成进展

2.2 实验仪器及试剂

2.2.1 实验仪器

2.2.2 实验试剂

2.3 反应底物的制备

2.4 取代硫脲的制备

2.5 反应条件的筛选

2.5.1 取代硫脲种类与用量的筛选

2.5.2 催化剂种类的筛选

2.5.3 反应时间与溶剂的筛选

2.6 反应普适性的研究

2.7 本章重要化合物的表征

2.8 本章小结

第三章硫酸铜/取代硫脲催化体系应用于磺酰叠氮、炔环加成反应的研究

3.1 背景介绍及课题设计思路

3.2 实验仪器及试剂

3.2.1 实验仪器

3.2.2 实验试剂

3.3 反应底物的制备

3.4 反应条件的筛选

3.4.1 催化剂种类的筛选

3.4.2 取代硫脲种类及用量的筛选

3.4.3 反应时间与溶剂的筛选

3.5 反应普适性的研究

3.6 本章重要化合物的表征

3.7 本章小结

第四章一价铜催化的叠氮、炔、2-氨基苯甲醛三组分反应的研究

4.1 背景介绍及课题设计思路

4.2 实验仪器及试剂

4.2.1 实验仪器

4.2.2 实验试剂

4.3 反应底物的制备

4.4 反应条件的筛选

4.4.1 催化剂种类的筛选

4.4.2 碱种类的筛选

4.4.3 反应溶剂的筛选

4.5 反应普适性的研究

4.6 反应可能的机理

4.7 本章重要化合物的表征

4.8 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录

个人简历及学术成果

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