超价碘与高效氧化反应的研究

摘要

超价碘中由于碘原子的亲电性质和与之相连配体的离去能力，使其作为一种氧化剂和亲电试剂在有机化学合成领域得到广泛应用和发展。它不仅具有商业易得、低毒、容易制备、后处理简单、环境友好的优点,而且还具有结构新颖、功能特殊和反应选择性好等的特点；在很多化学反应中，超价碘与某些金属有相似的氧化作用，如铊和汞，是代替有毒的过度金属试剂的最佳选择，也是一些复杂的有机分子实现选择性氧化的最佳试剂。
　　本文主要研究了超价碘氧化邻羟基芳基N-H酮亚胺或邻氨基芳基N-H酮亚胺类化合物的贝克曼重排反应。实验过程中，通过对超价碘的用量及种类、溶剂以及添加剂等条件进行优化得到最佳反应条件，并考察了底物的普适性。我们还对贝克曼重排反应的机理进行了说明，阐述了各种取代效应对重排反应的的影响，并将我们的方法成功的应用于合成具有生物活性的氯苄达唑和克立咪唑，产率较高。
　　实验结果表明：1.0mmol的邻羟基芳基N-H酮亚胺为起始原料，1.5当量的二乙酰氧基碘苯为氧化剂，2mL的甲醇做溶剂，0.5当量的三乙胺为添加剂，室温下反应30分钟，合成了结构多样的苯并噁唑类化合物，产率高达83％，其中还合成了两种新物质，分别是5-氰基-2-甲基苯并噁唑和5-硝基-2-甲基苯并噁唑。在合成各种苯并咪唑类化合物时，直接采用各种商业易得的带有保护基的邻氨基芳基酮类化合物为起始原料，首先与氨气的甲醇溶液反应，然后经过简单处理除掉溶剂，得到邻氨基芳基N-H酮亚胺粗产品，再与二乙酰氧基碘苯发生贝克曼重排反应。邻羟基或邻氨基芳基N-H酮亚胺类化合物的苯环上的大部分取代基是有利于重排反应的，但邻羟基或邻氨基二芳基酮亚胺类化合物与其它底物相比，不利于发生贝克曼重排；当带有保护基的邻氨基芳基酮亚胺的苯环上对位或邻位有甲氧基时，由于杂原子氮有强的亲核性，也不利于得到重排产物，并有大量未重排产品苯并吡唑类化合物生成。通过机理的探讨，描述了[1,2]-芳基迁移的重排过程，以及邻羟基酮亚胺或邻氨基酮亚胺没有发生重排的过程，并利用得到的2-甲基-N-对甲苯磺酰基苯并咪唑和2-甲基-N-苯磺酰基苯并咪唑为起始原料，通过两到三步合成了药物氯苄达唑和克立咪唑，且产率较好。
　　此方法反应条件温和，并丰富了苯并噁唑和苯并咪唑类化合物的合成方法，为超价碘在氧化反应中的应用开拓了新领域，促进了超价碘在有机合成领域中的应用。

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1 超价碘与氧化反应的研究进展

1.1 引言

1.2 醇酚类物质氧化研究进展

1.3 芳烃的偶联反应研究进展

1.4 氧化重排反应研究进展

1.5 小结

2 课题的提出

3 贝克曼重排反应研究

3.1 条件的优化

3.2 底物的扩展

3.3 反应机理

3.4 重排反应产物的应用

3.5 贝克曼重排反应小结

4 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

5 实验部分

5.1 邻羟基N-H酮亚胺的制备及其氧化过程

5.2 邻氨基苯基酮的氧化过程

5.3 氯苄达唑和克立咪唑的合成

5.4 表征数据

致谢

参考文献

附录

A.产物NMR谱图：

B.作者在攻读硕士学位期间的科研成果情况