铜催化饱和杂环α-C-H键直接酰胺化合成N-杂环酰胺类衍生物及其生物活性研究

摘要

酰胺键是有机化合物中的重要的结构单元，它不仅广泛存在于天然产物及蛋白质分子中，而且在人工合成的药物、材料等功能分子中也很常见。如何以简便的方法构建酰胺键，以及如何在其他分子中引入酰胺结构以改变其结构和性质是该领域的两大研究热点问题。含酰胺键的N-酰基-N, O(S)-缩醛化合物大量存在于一些天然产物及合成的药物分子中，此类化合物具有良好的抗癌、杀菌、除草等生物活性。本论文主要研究了含N-酰基-N,O(S)-缩醛结构化合物的合成方法、抗菌活性及酰胺键的构建两个方面的内容。
　　1．在催化剂Cu(OTf)2和氧化剂TBPB作用下，以酰胺和醚类化合物作为反应底物，通过交叉脱氢偶联反应（Cross-Dehydrogenative-Coupling Reaction, CDC reaction），在40-60℃条件下，一步合成了含N-酰基-N, O(S)-缩醛结构的化合物，收率可达86％。此方法反应条件温和，不需将底物预官能化，步骤经济性高。对酰胺和醚类化合物的适应性考察后发现，硫醚类化合物在此条件下也能顺利的与酰胺反应并转化为相应的含N-酰基-N, S-缩醛结构的化合物。首次实现了通过酰胺和硫醚类化合物直接合成此类化合物。对所合成的目标化合物进行生物活性测试，结果表明化合物3i在浓度为100μg/mL时对柑橘溃疡病菌的抑制率为47.6±1.5%，化合物3ac在浓度为50μg/mL对苹果腐烂病菌的抑制率为46.1±1.5%。
　　2．在室温、无溶剂和空气气氛条件下，利用催化剂CuI和氧化剂TBHP催化氧化醛和芳香胺一步合成 N-芳基酰胺类化合物。在优化后的反应条件下，脂肪醛、杂环醛以及杂环胺均可转化为相应的酰胺，最高收率可达88%。进行了反应机理的初步探索，排除了亚胺和羧酸这两种可能的中间体，推测半胺缩醛可能为此反应的中间体。

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缩略词

前言

第一章 文献综述

1.1引言

1.2 N-酰基-N, O-缩醛类化合物的研究进展

1.3 N-酰基-N, O-缩醛类化合物的合成方法

1.4 杂原子α-C(sp3)-H胺化反应的研究进展

1.5 小结

第二章 设计思想及合成路线

2.1 目的和意义

2.2 合成路线

第三章 铜催化饱和杂环α-C-H键直接酰胺化合成N-杂环酰胺类衍生物及其生物活性研究

3.1 引言

3.2 合成N-杂环类衍生物反应条件的优化

3.3 底物拓展

3.4 反应机理的初步探讨

3.5 生物活性测试

3.6 本章小结

3.7 实验部分

3.8 产物数据表征

第四章 铜催化氧化醛与芳香胺在温和条件下合成酰胺

4.1 引言

4.2 反应条件的优化

4.3底物拓展

4.4 反应机理的初步探讨

4.5 本章小结

4.6 实验部分

4.7 产物数据表征

第五章 结论

5.1 取得结果

5.2 创新点

5.3 不足之处

5.4 展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间所发表的成果

附图