无金属催化/铁催化下羰基咪唑及六元含氮杂环化合物的构建

摘要

氮杂环化合物在农业、生物、材料和医药等方面有不可替代的应用，也不断吸引研究人员致力于开发更多方法去获得含氮化合物。本着高效、简单、环保、经济的原则，我们提出新的合成多取代咪唑衍生物和多取代嘧啶衍生物的方案。分别通过一系列实验对其进行机理探讨，并通过X射线衍射分析对化合物进行单晶结构确认。
　　1、对咪唑化合物的合成的综述以及α,β-不饱和醛/酮参与的环加成、碳氢活化、氧化还原等反应的综述。我们提出，1,10-菲罗啉做配体，α,β-不饱和醛/酮和芳基脒在10 mol％的FeCl3?6H2O和2.5 mol%的碘单质的催化下发生[3+2]环加成反应，合成出一系列1,2,4,5-酰基化咪唑化合物。在该反应中，铁盐既充当了催化剂的作用降低反应的活化能，还作为路易斯酸提高α,β-不饱和醛/酮的活性。该反应区域选择性和适应性优异，简单、高效、环保获得相应产物，结果令人满意。55种底物拓展产率达到43-97%。
　　2、N-甲苯磺酰腙是一类活性比较高的化合物，通常由简单的醛类或者酮类直接和酰肼反应反应得到。在一定条件下，既可以脱掉磺酰基作为重氮化合物参与反应，也可以磺酰肼基作为离去基团发生碳氢活化，进行偶联。由于N-甲苯磺酰腙可以在一定条件下形成碳烯，我们通过实验完成该化合物和芳基脒碳氮键的构建。反应加入1当量的碘单质和2当量的叔丁醇锂，70 oC下在甲苯溶剂中反应，得到了一系列1,2,4-三取代咪唑化合物，并通过实验对该反应机理进行了探讨。该反应不加入过渡金属作为催化剂，没有配体的使用，制备了芳基取代和烷基取代的咪唑衍生物。
　　3、氮肟作为很好的氮源参与反应的综述和对嘧啶及其衍生物的一些合成的综述。我们提出了使用易于得到的α,β-不饱和醛/酮和N-羟基脒为原料，使用铁盐作为催化剂，加入不同的促催化剂和碱控制反应的发生方向，从而合成一系列2,4,5-三取代酰基化咪唑化合物和二/三取代的嘧啶化合物，并对机理进行了探讨。该反应表现出优异的选择性和收益性，是一种经济、高效、环保的反应。重要的是，该反应使用相同的反应底物，控制不同催化剂和碱，可以选择性地发生[3+2]和[3+3]环化反应，对以后合成更多环加成产物提供参考。

目录

声明

第一章 前言

1.1 引言

1.2 咪唑化合物的合成

1.3 苯并咪唑化合物的合成

参考文献

第二章 铁催化α,β-不饱和酮/醛进行sp2碳氢活化合成1,2,4,5-四取代的酰基化咪唑化合物

2.1 引言

2.2 合成1,2,4,5-四取代咪唑化合物的条件优化和选择

2.3 实验结果与讨论

2.4 合成1,2,4,5-四取代咪唑化合物机理探究

2.5 本章小结

2.6 实验部分

2.7 产物结构表征数据

2.8 部分产物表征图

参考文献

第三章 无金属催化下通过[3+2]环加成合成1,2,4-三取代的咪唑化合物

3.1 引言

3.2 合成1,2,4-三取代咪唑化合物的条件优化和选择

3.3 实验结果与讨论

3.4 合成1,2,4-三取代咪唑化合物机理探究

3.5 本章小结

3.6 实验部分

3.7 产物结构表征数据

3.8 部分产物表征图

参考文献

第四章 铁催化α,β-不饱和酮和N-羟基脒进行[3+2]环加成合成2,4,5-三取代的酰基化咪唑化合物

4.1 引言

4.2 合成2,4,5-三取代的酰基化咪唑化合物的条件优化和选择

4.3 实验结果与讨论

4.4 合成酰基化咪唑化合物机理探究

4.5 本章小结

4.6 实验部分

4.7 产物结构表征数据

4.8 部分产物表征图

参考文献

第五章 铁催化α,β-不饱和酮/醛合成双取代和三取代嘧啶化合物

5.1 引言

5.2 合成嘧啶化合物的条件优化和选择

5.3 实验结果与讨论

5.4 合成多取代嘧啶化合物机理探究

5.5 本章小结

5.6 实验部分

5.7 产物结构表征数据

5.8 部分产物表征图

参考文献

第六章 结论

6.1 引言

6.2 研究展望

在学期间的研究成果

致谢