路易斯碱硼烷络合物促进的甲基化反应及自由基催化反应研究
发布时间：2021-10-17 20:25
路易斯碱硼烷络合物是由路易斯碱与硼烷络合而得到的一种加合物,主要包括膦-硼烷、胺硼烷、吡啶硼烷和氮杂环卡宾硼烷。由于其具有制备简便,对水、空气稳定和易于操作等优点,因而在储氢材料、合成化学、生物化学等领域引起了广泛的关注。本论文从探索路易斯碱硼烷络合物在有机化学中的新用途出发,首次利用胺硼烷络合物与N,N-二甲基甲酰胺（DMF）共同作为甲基化试剂,实现了芳基乙腈类化合物的选择性单甲基化,同时通过使用不同的氘代试剂,我们还实现了芳基乙腈类化合物的选择性氘代甲基化。另外,以氮杂环卡宾硼烷作为硼自由基催化前体,我们还发展了硼自由基催化的新反应类型,实现了吡咯并[3,2,1-ij]喹啉类化合物的合成。论文首先介绍了甲基化反应在有机合成中的研究进展。主要包括甲基化效应、甲基化方法、氘代效应以及氘代甲基化方法。论文第二章介绍了胺硼烷络合物与DMF共同作为甲基化试剂,在温和的条件下,实现了芳基乙腈类化合物以及N,N-二甲基苯乙酰胺选择性苄位单甲基化。通过对机理的探索,发现新产生的甲基的碳原子和一个氢原子是来自于DMF的甲酰基,另外两个氢原子是来源于胺硼烷络合物。利用这一特性,通过使用不同的氘代试剂,...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１??１??
?第一章甲基化反应在有机合成中的应用???对于在碱性条件下敏感的含有导向基团的芳香化合物，可以通过过渡金属催??化的方法实现Ｃ（ｓｐ２）－Ｈ键的甲基化。１９８４年，Ｔｒｅｍｏｎｔ小组报道了第一例利用醋??酸钯作为催化剂，碘甲烷作为甲基化试剂对乙酰苯胺类化合物的选择性邻位甲基??化反应［８］（图１．４）。尽管反应中使用了当量的醋酸钯，但他们发现当在反应中加??入过量的醋酸银时，醋酸钯的用量可以降为０．１当量。２０１１年，Ｙｏｕｎ课题组对??这一方法进行了改进，使用催化量的醋酸钯、当量的醋酸银和醋酸铜，反应在室??温条件下就能发生。尽管没有提出明确的反应机理，但作者认为醋酸银本身既??是氧化剂又可作为副产物碘单质的捕获剂，醋酸铜在反应中起氧化作用。??Ｍｅ??６ＮＨＣＯＭｅ?「?Ｉ?１?ＮＨＣＯＭｅ??ｃａｔ．?Ｐｄ（ＯＡｃ）２?ＨＮ＾Ｏ?Ｍｅｌ?Ｍｅ??ＡＣＯＨ??图１．４??后来，以醋酸钯作为金属催化剂，使用不同的氧化剂如氧气［１Ｑ］、苯醌、三??氟化锰等，不同的甲基化试剂如四甲基锡［１１］、甲基硼酸［１２，１３，１４］、甲基三氟硼酸??钾【１５］、过氧化二异丙苯［１６］等，发展了许多新的甲基化反应类型。余金权课题组??在这一领域做出了突出性贡献，２０１１年，他们还和辉瑞公司合作，利用这一方??法成功实现了抗炎药塞来昔布类似物的后期甲基化修饰，选择性的在苯磺酰胺基??团的邻位引入了一个甲基［１４］（图１．５）。??ＭｅＯ?ＭｅＯ??２０?ｍｏｌ％?Ｐｄ（ＯＡｃ）２?＼??ＢＱ，?Ｋ２ＨＰ０４，?Ａｇ２Ｃ０３?ｆ?＾??＋?ＭｅＢ（ＯＨ）２?ｆＡｍＯＨ，?１１０°Ｃ，?２４?ｈ?Ｍｅ??
?第一章甲基化反应在有机合成中的应用???Ｐｄ（ＴＦＡ）２?（１０?ｍｏｌ％）?ｒ￣???〇?Ｌ?（２０?ｍｏｌ％）?〇?Ｌ：?Ｍｅ??Ｍｅ．??＾?２．５＿ｖ?ＤＣＥ，８〇°Ｃ，ａｉ「，２〇ｈ?ｉ＾Ｎ＾］??图１．６??２０１１年，李金恒课题组报道了以二（乙腈）二氯化钯作为过渡金属催化剂??对异喹啉氮氧化物的选择性甲基化反应［１８］。ＷＤＭＳＯ作为甲基化试剂，过渡金??属钯络合物首先配位到底物的氧负离子上促使邻位碳氢键活化形成ＤＭＳＯ配合??的碳钯中间体（Ｉ?），中间体（Ｉ?）在空气以及碱的作用下，氧化断裂碳硫键同??时甲基插入得到中间体（ＩＩ），然后中间体（ＩＩ）发生还原消除得到异喹啉氮氧??化物的邻位甲基化产物（ＩＩＩ）并再生钯催化剂，最后被钯催化剂／相转移催化剂／??碱体系还原得到异喹啉类化合物的甲基化产物（图１．７）。??？?〇？?ＰｄＣＩ２（ＭｅＣＮ）２?（１０?ｍｏｌ％）??＋?ＤＭＳＯ?（＾Ｂｕ）４ＮＯＡｃ，?ＺｎＯ／Ｂｕ３Ｎ?，??ａｉｒ，?１２０°Ｃ??Ｍｅ??＼??ｐ．＾Ｓ＇Ｍｅ?Ｍｅ、ＰｄＬ?Ｍｅ??邊—Ｒｉ－ｃｄＸ??（Ｉ）?（ＩＩ）?（ＩＩＩ）??图１．７??２０１９年，周强辉课题组以Ｃ（ｓｐ２）－Ｉ键作为导向基，在钯和降冰片烯的协同催??化下，实现了基于Ｃａｔｅｌｌａｎｉ策略的芳基碘化物邻位Ｃ－Ｈ键的甲基化反应［１９］。该??反应以对甲苯磺酸甲酯或磷酸三甲酯作为甲基化试剂，以烯烃、炔烃等作为第三??组分偶联试剂，在实现了芳基碘化物邻位Ｃ－Ｈ键甲基化的同时Ｃ－Ｉ键可原位发生??多种转化从而得到一系列多取代的甲苯类化合物。此外，当使用对甲苯磺
本文编号：3442366
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１??１??
?第一章甲基化反应在有机合成中的应用???对于在碱性条件下敏感的含有导向基团的芳香化合物，可以通过过渡金属催??化的方法实现Ｃ（ｓｐ２）－Ｈ键的甲基化。１９８４年，Ｔｒｅｍｏｎｔ小组报道了第一例利用醋??酸钯作为催化剂，碘甲烷作为甲基化试剂对乙酰苯胺类化合物的选择性邻位甲基??化反应［８］（图１．４）。尽管反应中使用了当量的醋酸钯，但他们发现当在反应中加??入过量的醋酸银时，醋酸钯的用量可以降为０．１当量。２０１１年，Ｙｏｕｎ课题组对??这一方法进行了改进，使用催化量的醋酸钯、当量的醋酸银和醋酸铜，反应在室??温条件下就能发生。尽管没有提出明确的反应机理，但作者认为醋酸银本身既??是氧化剂又可作为副产物碘单质的捕获剂，醋酸铜在反应中起氧化作用。??Ｍｅ??６ＮＨＣＯＭｅ?「?Ｉ?１?ＮＨＣＯＭｅ??ｃａｔ．?Ｐｄ（ＯＡｃ）２?ＨＮ＾Ｏ?Ｍｅｌ?Ｍｅ??ＡＣＯＨ??图１．４??后来，以醋酸钯作为金属催化剂，使用不同的氧化剂如氧气［１Ｑ］、苯醌、三??氟化锰等，不同的甲基化试剂如四甲基锡［１１］、甲基硼酸［１２，１３，１４］、甲基三氟硼酸??钾【１５］、过氧化二异丙苯［１６］等，发展了许多新的甲基化反应类型。余金权课题组??在这一领域做出了突出性贡献，２０１１年，他们还和辉瑞公司合作，利用这一方??法成功实现了抗炎药塞来昔布类似物的后期甲基化修饰，选择性的在苯磺酰胺基??团的邻位引入了一个甲基［１４］（图１．５）。??ＭｅＯ?ＭｅＯ??２０?ｍｏｌ％?Ｐｄ（ＯＡｃ）２?＼??ＢＱ，?Ｋ２ＨＰ０４，?Ａｇ２Ｃ０３?ｆ?＾??＋?ＭｅＢ（ＯＨ）２?ｆＡｍＯＨ，?１１０°Ｃ，?２４?ｈ?Ｍｅ??
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