无配体铜催化邻氨基酚的N-芳基化反应研究

摘要

二芳胺和三芳胺类物质广泛存在于具有生理活性的天然产物、药物和光电材料中，它们的合成方法一直是研究热点。铜催化的Ullmann反应是合成这类物质的经典方法。在近十年中，Ullmann反应的研究取得了很大的进展。但是苛刻的反应条件仍限制了该反应在实验室和工业中的应用。 我们课题组在研究铜催化C-N偶联反应的配体时发现邻氨基酚具有加速反应的性质。以碘化亚铜为催化剂，不需要加入配体，在温和的条件下邻氨基酚和碘苯即可发生N-芳基化反应，生成含有邻位羟基的二芳胺和三芳胺产物。 本论文通过对影响反应的铜催化剂、反应溶剂、碱、原料摩尔比等因素的筛选，在特定条件下邻氨基酚与卤代芳烃反应选择性的得到了邻氨基酚的N-单芳基化产物、N-二芳基化产物，它们的反应条件分别为： (1)邻氨基酚(2.0 mmol)，卤代芳烃(1.0 mmol)，以20 mol％碘化亚铜为催化剂，2 equiv.磷酸钾或碳酸铯为碱，在DMF溶剂中，60-110℃，N2保护下反应16 h，选择性的生成二芳胺产物。 (2)邻氨基酚(1.0 mmol)，卤代芳烃(3.0 mmol)，以20 mol％碘化亚铜为催化剂，2 equiv.碳酸铯为碱，在DMF中，110℃，N2保护下反应24 h，选择性生成三芳胺产物。 在N-单芳基化反应的最佳的反应条件下，多种卤代芳烃与邻氨基酚反应生成邻羟基二芳胺类化合物，分离收率为57～93％。反应体系的官能团容忍性测试表明：多种取代基如烷基、烷氧基、乙酰基、硝基等基团都可以被反应体系容忍，值得一提的是游离的氨基和羟基也可以在反应体系中稳定的存在，这是本反应体系和其它体系相比最大的一个优点。 在N-二芳基化反应的最佳条件下，反应得到了分离收率为50～85％的邻羟基三芳胺类产物。官能团容忍性测试表明卤代芳烃上取代基的供电子效应和位阻效应对反应影响较大，收率降低。 本文开发了一条新的、简单、高效、选择性合成带有邻羟基取代基的二芳胺和三芳胺类化合物的途径。

目录

文摘

英文文摘

声明

引 言

1 文献综述

1.1传统二芳胺类化合物的合成方法

1.1.1 芳伯胺的自身缩合反应

1.1.2芳伯胺与芳香族酚类化合物的反应

1.1.3芳伯胺的碱金属盐与芳磺酸盐反应

1.1.4芳伯胺与芳卤化合物的反应

1.1.5硝基苯和苯胺与环己酮反应制备二苯胺

1.2三芳胺类化合物的合成方法

1.2.1 二芳胺与芳卤化合物反应

1.2.2 芳伯胺与芳卤化合物的反应

1.3 改良型的Ullmann反应

1.3.1 钯催化的芳基胺基化反应

1.3.2镍催化的芳基胺基化反应

1.3.3其它芳香供体参与的反应

1.3.4微波促进的芳基胺基化反应

1.3.5铜催化的芳基胺基化反应

1.4选题背景和研究意义

2无配体铜催化邻氨基酚的N-芳基化反应

2.1 实验部分

2.1.1 实验中用到的主要化学试剂

2.1.2实验结果的分析方法和主要仪器

2.1.3部分反应原料的制备

2.1.4选择性生成二芳胺产物反应的通用方法

2.1.5选择性生成三芳胺产物反应的通用方法

2.1.6邻羟基二苯胺液相色谱定量方法

2.1.7邻羟基三苯胺液相色谱定量方法

2.2结果与讨论

2.2.1邻氨基酚自催化现象的结果分析

2.2.2选择性生成二芳胺产物的反应条件优化

2.2.3 二芳胺类物质合成催化体系的底物适用性范围

2.2.4选择性生成三芳胺产物的反应条件优化

2.2.5三芳胺类物质合成催化体系的底物适用性范围

2.2.6反应机理的推测

2.3 N-芳基化产物的表征

2.4 小结

3 4，4'-二[N-(2-羟基苯基)-N-苯基]氨基联苯及吩嗪合成方法探索

3.1 实验部分

3.1.1实验中主要用到的试剂及分析仪器

3.1.2反应通用的操作方法

3.2实验结果与讨论

3.2.1 4，4'-二[N-(2-羟基苯基)-N-苯基]氨基联苯的合成路径探索

3.2.2吩嗪合成路径的探索

3.3 小结

结 论

参考文献

附录 化合物表征谱图

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢