芳基羧酸酯、喹喔啉和N-取代基-4-亚甲基-恶唑烷酮的合成

摘要

钯催化硫叶立德反应是一种构建碳-碳、碳-杂键的重要手段，在药物、生物活性中间体、天然产物、功能有机材料的合成和制备方面有重要应用，是当前合成化学研究前沿。基于它们独特的化学反应性，研究了硫叶立德与不同的烯酮和邻苯二胺的反应、丙炔醇化合物与对甲苯磺酰异氰酸酯的反应，扩展反应的底物范围，得到了芳基羧酸酯类、喹喔啉类和恶唑烷酮烷酮类等合成药物的前体化合物。采用核磁共振谱和质谱对所合成的系列化合物进行了结构表征，个别难以确定的化合物采用X-单晶衍射验证其结构。通过实验结果，结合文献数据分析，提出了相关反应的催化机理。
　　(1)钯催化硫叶立德与烯酮反应合成芳基羧酸酯类化合物。以硫叶立德与烯酮为反应底物，于60℃下，采用Pd(PPh3)4作催化剂，THF作反应溶剂，反应24h，得到9个芳基羧酸酯化合物，柱层析分离产率为64％-85％，并确定其结构。实验结果表明:当叶立德的苯环上带有吸电子基团，烯酮连有吸电子基产率较高，反应更容易发生。提出了钯催化合成芳基羧酸酯的反应机理，钯催化剂是诱导烯酮生成中间体烯醇式的关键因素，有利于产物的生成。
　　(2)钯催化溴代硫盐和邻苯二胺环化合成喹喔啉类化合物。以溴代硫盐和邻苯二胺为底物，Pd(PPh3)4作催化剂，PPh3作配体，K2CO3作碱，THF作溶剂，反应18h，得到12个喹喔啉类化合物，柱层析分离产率为55％-90％，并确定其结构。实验结果显示:当硫盐的苯环上带有吸电子基团时，产率较高，有利于反应的进行。提出了钯催化环化的反应机理，钯催化剂促进了中间体烯醇式与邻苯二胺氨基的结合，碱起辅助作用，有利于亲核反应的发生，环化生成目标产物。
　　(3)碱催化丙炔醇与对甲苯磺酰异氰酸酯环化生成N-取代基-4-亚甲基-恶唑烷酮类化合物。以NEt3为碱催化剂，采用toluene作溶剂，反应温度为125℃，反应8h，得到12个恶唑烷酮类化合物，柱层析分离产率为42％-99％，并确定其结构。实验结果表明:芳基丙炔醇和烷基丙炔醇都能顺利反应，芳环上所带的取代基团对反应影响不大，产物恶唑烷酮类化合物的产率较好。提出碱催化偶联环化机理，碱催化引发的环化关键因素是碱能够容易的获取质子，从而发生亲核加成-消除反应生成目标产物。
　　许多天然产物和活性物质中存在芳基羧酸酯结构单元，所合成芳基羧酸酯类化合物可以用于合成含有芳基羧酸酯结构单元的染料、皮革剂、香料和杀虫剂;喹喔啉类化合物是一类重要的含氮生物碱，所合成喹喔啉类化合物可以用于合成抗菌、抗病毒、消炎和抗癌药物的中间体，例如合成吡嗪酰胺类抗结核药物;N-取代-4-亚甲基-恶唑烷酮类化合物含有氧氮的杂环，在精细化工品，复合材料，农药，纤维，防锈剂，活性染料，润滑剂和医药等领域应用广泛。本文的研究结果为这些重要化合物的合成提供了一种更加简单和高效的合成方法。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 硫叶立德反应研究进展

1．1．1 硫叶立德环化反应

1．1．2 硫叶立德烯基化反应

1．1．3 硫叶立德重排反应

1．2 恶唑烷酮类化合物合成的研究进展

1．3 叶立德反应在有机合成中的应用

1．4 研究意义与研究内容

1．4．1 研究意义

1．4．2 研究内容

2 钯催化硫叶立德与烯酮类化合物的反应研究

2．1 实验材料与方法

2．1．1 实验材料

2．1．2 仪器与检测条件

2．1．3 硫叶立德的合成

2．1．4 烯酮的合成

2．2 芳基酯类化合物的合成实验方法

2．3 结果与讨论

2．3．1 最优反应条件的确定

2．3．2 芳基羧酸酯系列化合物的合成

2．3．3 合成化合物的表征

2．3．4 反应机理的讨论

2．4 本章小结

3 钯催化喹喔啉类化合物的合成

3．1 实验材料与方法

3．1．1 实验材料

3．1．2 仪器与检测条件

3．1．3 硫盐的合成方法

3．1．4 邻苯二胺化合物

3．2 喹喔啉的合成实验方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 最优反应条件的确定

3．3．2 喹喔啉系列化合物的合成

3．3．2 喹喔啉系列化合物的表征

3．3 反应机理的讨论

3．4 小结

4 N-取代基-4-亚甲基-恶唑烷酮类化合物的合成

4．1 实验材料与方法

4．1．1 实验材料

4．1．2 仪器与检测条件

4．1．3 丙炔醇类化合物的合成

4．1．4 恶唑烷酮类化合物的合成实验方法

4．2 结果和讨论

4．2．1 最优反应条件的确定

4．2．2 一系列恶唑烷酮类化合物的合成

4．2．2 一系列恶唑烷酮类化合物的表征

4．2．3 反应机理的讨论

4．3 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 创新点

5．3 展望

参考文献

附录

致谢