利用多组分反应构建杂环骨架

摘要

多组分反应由于其中间体无需分离和提纯，减少了废弃物的排放，是一种环境友好的合成策略。多组分反应的会聚性，原子经济性，操作的简洁性，产物的多样性等使得其受到很多化学工作者的关注。由于其诸多优点，多组分被用来从简单原料合成复杂化合物。本论文以简单、廉价、易得的起始原料，通过多组分反应构建一些新型杂环骨架。本论文工作主要包括以下六个部分：
　　第一部分主要对多组分反应构建不同杂环骨架的研究进展进行了综述，同时介绍了本论文的选题依据、创新点及研究内容。
　　第二部分利用无催化剂条件下苯甲酰甲醛、胺、丁炔二酸酯以及丙二腈的四组分反应合成一系列取代吡咯化合物。基于文献查阅和理论计算，提出了可能的反应机理。该方法具有操作方便，反应条件温和，反应时间短，原子利用率高等优点。产物的结构经IR、1H NMR、13C NMR和HRMS确定，其中化合物5ar的结构还通过单晶X-射线衍射确证。
　　第三部分介绍了一种环境友好，高效合成四氢化吲哚的方法。该方法利用苯甲酰甲醛、烯胺酮和巴比妥酸在水相中无催化剂条件下的三组分反应得到目标产物。反应选用的溶剂绿色、经济、环保，符合绿色化学的理念。产物的结构经IR、1H NMR、13C NMR和HRMS确定，其中化合物10b的结构还经单晶X-射线衍射进行确证。
　　第四部分研究了通过一种简单有效的多米诺反应合成多取代茚并吡啶和氢化异喹啉化合物的方法，在此过程中原料β-羰基酰胺发生酰基C-C键的断裂反应。此方法通过将三种起始原料简单混合然后在乙醇中反应，选用氢氧化钠作为催化剂在微波辐射条件下进行。产物的结构经IR、1H NMR、13C NMR和HRMS确定，其中化合物13h、15a和17a的结构均经单晶X-射线衍射予以确证。
　　第五部分介绍了通过β-羰基酰胺、丙二腈和戊二醛在弱碱三乙胺存在下，乙醇为溶剂中得到两种取代氢化异喹啉化合物。首次报道了利用β-羰基酰胺C-N键的断裂反应来构建氢化异喹啉衍生物骨架的方法。产物的结构经IR、1H NMR、13C NMR和HRMS确定，其中化合物18c和19c的结构经单晶X-射线衍射确证。
　　第六部分研究内容是以邻苯二甲醛、芳胺和丙二腈为起始原料，在六氟异丙醇中构建二氢异吲哚骨架。该反应过程中没有加入催化剂，为异吲哚骨架的构建提供一种新的方法，丰富了其化合物的种类和数量。产物的结构经IR、1H NMR、13C NMR和HRMS确定，其中化合物20g的结构经单晶X-射线衍射确证。

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第一章 绪 论

引言

1.1 五元杂环骨架的构建

1.2 六元杂环骨架的构建

1.3 螺杂环骨架的构建

1.4稠杂环骨架的构建

1.5 本论文的创新点及主要研究工作

第二章 利用四组分多米诺反应高效合成多取代吡咯衍生物

2.1 研究背景

2.2 研究设想

2.3 结果与讨论

2.4 可能的反应机理

2.5 小 结

第三章 利用三组分反应合成四氢化吲哚衍生物

3.1 研究背景

3.2 研究设想

3.3 结果与讨论

3.4 可能的反应机理

3.5 小 结

第四章 基于C-C键断裂的多组分反应合成茚并吡啶和氢化异喹啉化合物

4.1 研究背景

4.2 研究设想

4.3 结果与讨论

4.4 可能的反应机理

4.5 小 结

第五章 利用三组分多米诺反应构建取代氢化异喹啉骨架

5.1 研究背景

5.2 研究设想

5.3 结果与讨论

5.4 可能的反应机理

5.5 小 结

第六章 利用三组分反应构建氢化异吲哚骨架

6.1 研究背景

6.2 研究设想

6.3 结果与讨论

6.4 可能的反应机理

6.5 小 结

第七章 总结与展望

7.1 总 结

7.2 展 望

第八章 实验部分

8.1 仪器和试剂

8.2 化合物合成实验步骤

化合物的表征

参考文献

附录

博士期间发表或待发表的文章

致谢