基于C(sp2)-H和C(sp3)-H化学键官能团化的新合成方法研究

摘要

碳氢键官能化反应已经成为现代有机化学合成领域中构建碳-碳键和碳-杂键的有效策略，这些化学键的构建方法被普遍应用于合成天然产物、药物活性分子以及新型材料等领域。本论文以碳-氢键的直接官能化反应为主线，探究和建立了若干分别基于C(sp2)-H和C(sp3)-H化学键官能团化的新合成方法。
　　首先，我们探究了将多组分反应策略应用到金属催化的导向碳氢键活化反应的合成方法，实现了钯催化下串联反应一锅法接入8-氨基喹啉导向基团和苯甲酰胺β-C(sp2)-H芳基化的方法。我们从直接商业可得的反应原料开始，用8-氨基喹啉、芳基甲酰氯和芳基碘反应，得到了2,6-二芳基化或6-单芳基化的苯甲酰胺产物。与以往的导向碳氢活化反应不同的是，我们省略了在实现活化碳氢键之前的预先接入导向基团以及相关原料的分离提纯步骤，这大大降低了化学消耗，提高了原子使用和反应步骤的经济性。
　　此后，我们将该方法推广用于更为惰性的C(sp3)-H化学键的官能团化反应，在醋酸钯催化下，同样实现了多组分一锅法串联接入喹啉导向基团和脂肪酰胺的β-C(sp3)-H芳基化反应，由直接商业可得的反应原料8-氨基喹啉、脂肪族酰氯和芳基碘反应，高效合成了相应的β-单芳基化和β-双芳基化的产物。
　　接下来，我们探究了新型含氧原子的导向基团（羟基苯胺导向基）辅助的碳氢键活化反应。同样采用多组分一步反应方法，实现了钯催化下一锅串联反应接入羟基苯胺导向基团和苯甲酰胺β-C(sp2)-H芳基化反应的合成方法。新型导向基的应用，拓展了导向碳氢活化反应的应用范围，多组分反应方法提高了化学合成的可持续性。
　　最后，我们探究了含有活泼氢的吲哚C3位碳氢键硫化反应合成吲哚硫醚的方法。直接使用硫酚作为硫醚化试剂，只用 NaOH促进该反应，高效高产率的合成了各种吲哚C3-硫醚化产物，反应条件简单温和，并且该反应方法可以很好的适用于放大反应。

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第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 钯催化导向sp2碳氢键官能团化反应

1.3 钯催化导向sp3碳氢键活化反应

1.4 吲哚3-位碳氢键官能团化反应

1.5 本章小结

参考文献

第二章 钯催化下串联接入喹啉导向基团和苯甲酰胺β-C(sp2)-H芳基化反应

2.1 前言

2.2 结果与讨论

2.3 实验部分

2.4 本章小结

参考文献

第三章 钯催化下串联接入喹啉导向基团和脂肪酰胺β-C(sp3)-H芳基化反应

3.1 引言

3.2 结果与讨论

3.3 实验部分

3.4 本章小结

参考文献

第四章 钯催化下串联接入羟基苯胺导向基团和苯甲酰胺β-C(sp2)-H键芳基化反应

4.1 前言

4.2 结果与讨论

4.3 实验部分

4.4 本章小结

参考文献

第五章 碱促进的吲哚C3碳-氢键硫化反应

5.1 前言

5.2 结果与讨论

5.3 实验部分

5.4 本章小结

参考文献

总结与展望

附录：代表性化合物的 1H NMR、13C NMR谱图

攻读硕士研究生期间学术成果

致谢