基于捕捉串联策略构建杂环骨架的方法学研究

发布时间：2018-02-13 23:57

  本文关键词： 重氮 离子对中间体 羟基叶立德 氧化吲哚骨架 环外双键取代四氢呋喃 多组分捕捉串联反应　出处：《华东师范大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：杂环(例如氧化吲哚环、四氢呋喃环等)是一类在天然产物、上市药物中都广泛存在的生物活性骨架。在最新版的统计数据里,我们可以看到在Top 10的榜单里,包含杂环骨架的药物就有6例之多。故寻求其高效、绿色、原子经济型的合成方法是无数化学家的追求目标。重氮化合物是有机领域中一类十分特别但非常重要的化合物;化学家根据其独特的反应性质将其独立出来,命名为重氮化学。我们课题组完成的基于亲电试剂捕捉重氮化合物和羟基、氨基、吲哚等化合物在过渡金属催化形成的叶立德和两性离子对中间体的反应就是重氮化学的范畴里一个重要的子类—多组分捕捉串联反应。但是,对于参与该反应的亲电试剂而言,范围还不够大,主要局限在亚胺、醛、酮、硝基烯等。作为捕捉串联反应中一个重要的组成部分,分子内捕捉关环反应对于构建复杂多样的杂环类化合物无疑是一个十分高效的策略。我们组也曾报道了一些实例。然而,对于结构新颖的亲电试剂:β-叔丁氧羰基-α-亚甲基苯丙酸酯(MBH碳酸酯)原位生成的活性中间体、联烯酸酯(α,β-不饱和酯)对这类活泼的中间体的捕捉反应迄今是没有被报道的;同时考虑到MBH碳酸酯以及联烯酸酯中复杂多样的活性官能团,若能将其完整的引入到杂环化合物的中,则会对后期化合物的衍生,合成更多类型的复杂化合物提供了更多的捷径。本论文中,我们首次将上述的亲电试剂应用到这类捕捉串联反应中,完成了 C-3烯丙基取代氧化吲哚、环外双键取代四氢呋喃两类杂环化合物的高效构建,具有一定的应用价值。我们在论文的前言部分简单介绍了重氮、金属卡宾、基于亲电试剂对活泼中间体的多组分捕捉串联化学反应以及MBH碳酸酯、联烯化合物的化学性质等内容。同时,并依据MBH碳酸酯和联烯化合物的亲电性质,提出了我们的研究设计思路。在论文的第二部分里,我们对设计的原位生成的活性中间体参与的两性离子对中间体的捕捉反应进行了实践求证。形式上的氧化吲哚对MBH碳酸酯的亲核取代反应是发生的,并且以中等偏上的收率,较好的对映选择性以及十分优异的非对映选择性合成了 C-3烯丙基取代的氧化吲哚骨架。但与我们所期望的捕捉反应机理不同:首先重氮酰胺类化合物在过渡金属钯[Pd]的催化作用下形成金属卡宾并对自身sp2碳进行分子内C-H insertion形成氧化吲哚骨架,然后再对手性Lewis碱活化MBH碳酸酯形成的铵阳离子进行亲核取代,成功地将MBH碳酸酯中烯丙基以及酯基引入到氧化吲哚骨架中。论文的第三部分,我们首次将联烯酸酯这一弱亲电试剂成功地引入到我们课题组研究的多组分捕捉串联反应中,并且以中等偏上的收率、非常高的非对映选择性完成了一类带环外双键的四氢呋喃杂环化合物的合成。对于α,β-不饱和化合物而言,醛、酮、亚胺的亲电活性要明显高于酯,为了克服共轭酸酯的这一缺点,实验通过应用分子内捕捉这一策略降低反应过渡态能垒,达到捕捉的目的;同时通过机理研究也证实了 Michael型分子内捕捉的机理,并且亲核位点仅在联烯中间碳上;构建了一类带环外双键的多取代四氢呋喃环。随后也进行了不对称反应条件的探究,以手性磷酸为添加物可以最高产生60%的对映体过量值。
[Abstract]:In the latest edition of the statistics , we can see that the reaction between the compound and hydroxyl , amino , indole and so on is a very efficient strategy for the capture of these reactive intermediates . In order to overcome this shortcoming of conjugated acid ester , the mechanism of intramolecular capture in the reaction of aldehydes , ketones , and imine has been successfully introduced . In order to overcome this shortcoming of conjugated acid ester , the mechanism of intramolecular capture is also confirmed by experiments . In order to overcome this shortcoming of conjugated acid ester , the mechanism of intramolecular capture is also confirmed by experiments .

【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R914
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本文编号：1509398