铑催化2H-吲唑的氰化反应研究

发布时间：2021-06-17 12:30

　　2H-吲唑是一类非常重要的含氮杂环,它们在天然产物、药物及生物活性化合物中广泛存在。同时含氰基的芳香类化合物也是一类用途广泛的天然产物,在制药、染料、农用化学品及材料等方面有着广泛的应用。由于以上原因,本文通过螯合辅助策略实现2H-吲唑的一锅法氰化反应。该反应以2-芳基-2H-吲唑为反应底物,以N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺（NCTS）为氰基源,以二氯（五甲基环戊二烯基）合铑（III）二聚体为催化剂,六氟锑酸银为添加剂,乙酸钾为碱,1,2-二氯乙烷为溶剂,在空气条件下,实现2-芳基-2H-吲唑的氰化反应。此外还结合机理验证实验和相关文献提出了可能的反应机理。主要研究内容如下:以2-苯基-2H-吲唑和NCTS为模板反应物,通过条件筛选得到该反应的最优条件。在最优条件下对2H-吲唑进行底物拓展,实验结果表明该反应条件对带有各种取代基的2H-吲唑都能以良好的产率得到目标氰化产物,最高产率能达到94%。氰化的2-芳基-2H-吲唑可转化为相应的胺、酰胺和酯。之后为了探究反应机理,进行了H/D交换实验、动力学同位素（KIE）实验及分子间竞争实验,推测出可能的反应机理循环。 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：130 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

化合物1a-d5的1HNMR

第二章铑(III)催化的2H-吲唑的氰化反应研究522.4.1H/D交换实验图2.2H/D交换实验首先我们进行了H/D交换实验(图2.2)，1a在标准条件下，不加另一反应物NCTS，加入20eq的CD3OD，120oC下反应3h，通过分析回收的2H-吲唑的1HNMR谱图，我们可以知道1a有71%的苯基的邻位C-H键被C-D键取代(图2.3)。同样1a-d5在标准条件下，不加NCTS，加入20eq的MeOH,120oC下反应3h，通过分析回收的2H-吲唑的1HNMR谱图可以分析出1a-d5有97%的C-D键被C-H键代替(图2.4)。根据H/D交换实验我们可以得出结论，在反应过程中C-H键活化过程是可逆的。图2.3H/D交换实验1HNMR图谱

第二章铑(III)催化的2H-吲唑的氰化反应研究53图2.4D/H交换实验1HNMR图谱2.4.2KIE实验图2.5KIE实验接下我们进行了KIE实验(图2.5)，首先是平行KIE实验，1a或1a-d5在标准条件下反应30、40、50、60、70min，得到2a或2a-d4的核磁产率(表2.9)，拟合出2a或2a-d4核磁产率随时间变化的直线(图2.6及图2.7)，可知KH/KD=0.0047/0.0035=1.34。


本文编号：3235196