2-硝基查尔酮与甲基异腈的还原环化反应研究

发布时间：2021-07-11 01:04

　　含氮杂环化合物是一类数目庞大的有机化合物,它们结构多样,广泛存在于具有生物活性的天然产物、药物分子以及有机功能材料中,如维生素、生物碱、色素以及香料等。其中,N-氧化物是具有极大潜在价值的一类氮杂环化合物,它不仅存在于很多天然产物、药物、化工产品中,还可以作为许多自然和药理成分的手性配体,在化学、生物学和材料科学等方面发挥不可或缺的作用。2-硝基查尔酮类化合物可以由简单的羟醛缩合反应制备,是一种易合成且反应位点多的重要有机合成中间体,经常被应用于多种含氮杂环化合物的合成中。通常,2-硝基查尔酮可以在还原剂作用下通过还原环化反应合成相应的喹啉N-氧化物。本论文介绍了一种无外加还原剂参与的2-硝基查尔酮与活泼甲基异腈合成吡咯并[3,4-c]喹啉N-氧化物的方法。此过程历经两步反应:首先由2-硝基查尔酮和甲基异腈出发,在碳酸银的催化作用下,经[3+2]环加成反应,以高产率得到相应的二氢吡咯化合物。随后,在碱性加热条件下,二氢吡咯可以作为原位生成的内部还原剂,使2-硝基查尔酮中的硝基转化为亚硝基,亚硝基在还原性溶剂中可以进一步被还原为羟胺化合物,再经分子内亲核加成反应形成C-N键,合成吡咯并喹... 

【文章来源】：东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

喹啉氮氧化物1-10的合成及反应机理2014年，Kokotos课题组发现多氟烷基酮化合物可以作为氧化叔胺或吡啶的催化

东北师范大学硕士学位论文4图1.71999年，Kim课题组报道了利用邻硝基苯甲醛与丙烯酸乙酯的Baylis-Hillman反应加合产物1-20与三氟乙酸（TFA）在60-70℃下发生反应，以良好的收率获得3-乙氧基羰基-4-羟基喹啉N-氧化物衍生物1-21（图1.8）[21]。图1.8底物1-20中，硝基基团在苄基位置上的质子提取产生不稳定的aci-硝基中间体1-22，通过循环化及气孔化反应得到N-羟基噁唑啉衍生物1-23，1-23经TFA催化脱水产生亚硝基中间体1-24。在不饱和羰基中加入亚硝基会形成1-25，之后发生去质子化反应，得到产物1-21（图1.9）。图1.9然而，在后期对该反应的深入研究中，该课题组发现,在相同的反应条件（60-70℃/TFA）下，邻硝基苯甲醛和甲基乙烯基酮的Baylis-Hillman加合产物1-26没有产生预期的3-乙酰-4-羟基喹啉N-氧化物1-27，而是以22%的产率得到分子内重排产物烯丙醇衍生物1-28[22]。根据这一现象，重新对3位形成含有乙酰基或苯磺酰基的喹啉N-氧化物的反应条件进行研究。经过大量的试验，发现通过增加TFA的用量以提高

东北师范大学硕士学位论文5反应介质的酸度，可以以良好的产率得到3-乙酰-4-羟基喹啉N-氧化物1-27（图1.10）。图1.102003年，Silva课题组利用SnCl2在酸性介质（HCl/AcOH）中的诱导作用，使2’-羟基-2-硝基查尔酮1-29发生分子内还原偶联反应，合成了一种新型2-（2-羟基）喹啉N-氧化物1-30及2-（2-羟基）喹啉1-31，后者可作为金属络合物中良好的双齿配体（图1.11）[23]。反应过程中，1-29首先被还原，生成羟胺衍生物1-32和氨基查尔酮1-33。其中，1-33可以在酸的催化作用下，发生环化脱水反应生成喹啉1-31。另一方面，由于羟胺还原为氨基的过程比较慢，导致羟胺对分子内的羰基发生进攻，环化生成中间体1-34，之后进一步还原为喹啉N-氧化物1-30。图1.112011年，Pagar课题组报道了2-重氮基-3-苯基丁-3-烯酸乙酯1-35和亚硝基苯1-36在金催化作用下发生的一种新型[3+3]环加成反应[24]。该反应在LAuCl/AgNTf2的催化下，分别以72%和11%的产率得到4-（乙氧基羰基）-3-苯基喹啉N-氧化物1-37以及副产物4-（乙氧基羰基）-3-苯基喹啉1-38（图1.12）。


本文编号：3277017