AgNO3催化Csp2-H键直接膦酰化的自由基反应

摘要

目的：以小分子反式-β-硝基苯乙烯和α，β-不饱和羰基化合物为研究对象，探索在AgNO3催化下与亚磷酸酯反应构建CSP2-P键的新方法；进而将该方SP2法应用到具有一定生理活性的天然产物香豆素和喹啉酮的直接膦酰化，从而开发出一种便捷、高效的CSP2-H键直接膦酰化方法，为下一步开展含磷SP2药物的合成提供研究基础。
　　方法：1.分别以反式-β-硝基苯乙烯、α，β-不饱和羰基化合物和香豆素为原料，在AgNO3催化下，与亚磷酸酯进行反应；利用WATTECS平行反应仪，对反应的影响因素催化剂的类型及用量、添加剂的类型及用量、溶剂、反应时间、反应温度、原料摩尔比等进行研究，筛选出合成目标化合物的最佳反应条件；对反应底物的结构进行考察，总结取代基对反应产率的影响。
　　2.利用红外光谱仪、核磁共振仪、质谱仪等仪器对目标化合物的结构进行鉴定和表征，确认其结构；
　　3.通过设计控制实验、自由基阻断实验、31P NMR跟踪等实验对反应进程进行跟踪，从而推测出可能的反应机理。
　　结果：1.以反式-β-硝基苯乙烯为原料，与亚磷酸酯在乙腈溶剂中，AgNO3（15 mol％）的催化下，反应温度90℃，通过脱硝基交叉偶联合成23个烯烃膦酸酯衍生物，其中5个未见报道。
　　2.以α，β-不饱和羰基类化合物和H-亚磷酸酯为底物，以AgNO3（10 mol%）为催化剂，Mg(NO3)2·6H2O（0.5 equiv）为添加剂，反应温度70℃，微波辅助下在THF溶液中对α，β-不饱和羰基类化合物的α位进行了选择性膦酰化，共合成22个α，β-不饱和化合物膦酸酯衍生物，其中21个是新化合物；根据NMR化学位移值和偶合常数值对目标化合物的构型进行了确认。
　　3.以香豆素、喹啉酮为原料，分别与亚磷酸酯反应，以AgNO3（5 mol%）为催化剂，Mg(NO3)2·6H2O（0.5 equiv）为添加剂，乙腈为溶剂，反应温度90℃，合成29个香豆素-3-膦酸酯和喹啉酮-3-膦酸酯衍生物，其中18个未见报道。
　　4.通过控制实验、自由基阻断实验和31P NMR跟踪等实验对反应进程进行跟踪，从而推测出该类反应可能的反应机理是AgNO3引发的自由基反应。
　　结论：本文以AgNO3为催化剂，对反式-β-硝基苯乙烯和α，β-不饱和羰基化合物、香豆素、喹啉酮等成功实现了CSP2-H键直接选择性膦酰化，共合SP2成膦酸酯衍生物74个，其中44个为新化合物，其结构均经过1H NMR，13C NMR，31P NMR，IR，MS确认；通过控制实验、自由基阻断实验和31P NMR跟踪等方法，推测该反应的机理可能为AgNO3催化下的自由基反应，并首次通过31P NMR跟踪捕捉到反应中间体；该合成方法具有底物适用范围广，反应条件温和，立体选择性好等优点，为CSP2-P键的SP2构建提供了一种有效的合成方法。

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第一章 前言

1.1膦(磷)酰基在药物设计中的应用

1.2 CSP2-H直接磷酰化的常见方法

1.3论文设计的思路和主要研究内容

第二章 AgNO3催化下烯基膦酸酯衍生物的合成

2.1 引言

2.2 合成路线

2.3 试剂与仪器

2.4 烯基膦酸酯衍生物的合成

2.5 结果与讨论

2.6 本章小结

第三章 微波辅助下AgNO3催化α，β-不饱和化合物膦酸酯衍生物的合成

3.1 引言

3.2合成路线

3.3 仪器与试剂

3.4α，β-不饱和化合物膦酸酯衍生物的合成

3.5 结果与讨论

3.6 本章小结

第四章 AgNO3催化下香豆素-3-膦酸酯衍生物的合成

4.1 引言

4.2合成路线

4.3 仪器与试剂

4.4 香豆素、喹啉酮类化合物C-3位磷酰化衍生物的合成

4.5 自由基阻断实验和 31P NMR谱跟踪

4.6结果与讨论

4.7 本章小结

第五章 结论

参考文献

附录

综述CSP2-H键直接磷酰化的研究进展

1.1 H-亚磷酸酯的合成

1.2苯乙烯基磷酸酯合成研究进展

1.3α，β不饱和羰基化合物的C-P键构建研究进展

1.4 环合的SP2 碳C-H键磷酰化方法

参考文献

致谢

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