过渡金属催化炔卤参与的偶联反应研究

发布时间：2020-08-28 17:56

　　 近年来,炔卤作为简单易得、高活性及多反应位点的合成子被广泛应用于医药、化工、食品、材料等领域。由于卤原子对三键的活化作用使炔卤比炔烃具有更高的反应活性,不仅具备端炔C(sp)-H键的活性而且兼顾了芳基卤C(sp~2)-X键易与过渡金属氧化加成的特性,因此,炔卤能实现一些末端炔烃无法实现的反应。目前,炔卤参与的亲核加成反应、炔基化反应、串联反应、环化反应在取得丰硕成果的同时也存在很多挑战,因此,如何高效、高步骤经济性地实现炔卤的化学及区域选择性转化,仍然是有机化学家们关注的热点和难点。基于对炔卤化学的浓厚研究兴趣,我们深入探索了过渡金属催化炔卤参与的亲核加成反应和串联环化反应。此外,我们也实现了2-氨基联苯化合物的可控性炔基化反应,发展了一系列高效、高选择性、高步骤经济性的C-C键及C-杂原子键构建方法,合成了不同种类的烯基硫氰酸酯、3-取代异香豆素、炔基化的2-氨基联苯化合物及6-亚甲基-6-H二苯并[b,d]吡喃衍生物。具体内容包括以下四个部分:第二章实现了银催化炔卤与硫氰酸钾的亲核加成反应,高效、高选择性地构建了(Z)-烯基硫氰酸酯衍生物。这一方法使用廉价无毒的溶剂和亲核试剂,符合绿色化学的发展理念,底物普适性广和克级规模制备等优点更增加了其实用性。由于产物中卤原子得以保留,为产物的进一步衍生化提供了方便,基于此我们成功制备了杂环和三氟甲硫基化合物。第三章发展了炔卤与芳基甲酸高效构建3-取代异香豆素化合物的新方法。该方法使用三氟乙酸钯为催化剂,DPEPhos为配体,通过原位生成Pd(0)催化反应的进行,从而高选择性构建了C(sp~2)-O键和C(sp~2)-C(sp~2)键。机理验证实验表明,反应可能经历了亲核加成和C-H官能团化的过程,而且C-H键断裂是反应的决速步骤。值得注意的是,反应对溶剂具有高度的选择性。第四章首次实现了钯催化一级胺导向2-氨基联苯化合物的可控性炔基化反应。炔卤为反应的控制性试剂,通过改变底物的投料比例可以选择性得到不同的炔基化产物。该反应使用一级胺为导向基,相比于其他含氮导向基具有更高的原子经济性和步骤经济性,底物普适性广、官能团容忍性好是反应的主要优点。我们认为反应经历的是Pd(II)/Pd(IV)的过程。第五章发展了钯催化2-芳基苯酚与炔卤偶联构建6-亚甲基-6-H二苯并[b,d]吡喃衍生物的新方法。连续的炔基化反应和环化过程是反应顺利进行的关键。无痕导向策略的使用、温和的反应条件及专一的区域选择性增强了反应的实用性。经证实环化过程有两种可能的途径,一种是经历trans-亲核氧钯化和质子脱钯化的环化过程,另一种则是钯催化酚羟基与三键的分子内cis-加成反应。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O621.251


本文编号：2807940