Yb(OTf)3催化的呋喃衍生物的合成及水参与的类Passerini反应研究

摘要

呋喃是一类非常重要的五元杂环化合物，其骨架结构存在于许多天然产物中。多取代呋喃衍生物也可用作复杂天然代谢产物全合成的中间体，以及制备多种杂环和非环化合物的原料。过渡金属催化不饱和化合物是近年来倍受关注的合成呋喃的有效方法，这些方法虽然具有一定的优势，但是其中大部分不可避免地存在一些局限性：重金属催化剂的使用，产率不高，底物范围受限，以及严苛的反应条件等。
　　本研究分为三个部分：第一章综述了文献中报道的呋喃衍生物的合成方法，Eschenmoser脱硫反应、Yb(OTf)3作为Lewis酸催化剂、β-芳甲酰基硫代酰胺及芳甲酰基甲醛在有机合成中的应用。第二章建立了一种以β-芳甲酰基硫代酰胺与芳甲酰基甲醛为原料，由Yb(OTf)3催化，室温下合成多取代呋喃类衍生物的新方法。通过条件优化，确定了以CH3CN作为溶剂，当量的Yb(OTf)3作为催化剂，β-芳甲酰基硫代酰胺：芳甲酰基甲醛=1:1.2，室温下反应得到呋喃产物的最佳条件。底物拓展的结果表明，反应对多种不同取代基均有良好的耐受性。体系的LC-MS检测和硫单质的SEM-EDS检测结果，为反应机理的推测提供了强有力的支持。该方法条件温和，操作简单，快速高效，选择性良好，之前未见文献报道。所有新合成的化合物结构都已通过1H NMR、13C NMR及HRMS进行表征，并培养出产物3aa的单晶，确定了目标化合物的精确结构。第三章简述了Passerini反应在多个领域中的重要应用及可能的机理。构建了一种以醛和异腈为底物，在水的辅助下合成α-酰氧基酰胺衍生物的有效方法。通过改变水在该类Passerini反应中的用量，确定了最佳的投料比为醛：异腈：水=3:1:3，进而证明了水在反应中充当反应物；并开展对照实验，探索氧气在反应中的作用，综合同位素标记实验的结果推断出了一种可能的反应机理。

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第一章 文献综述

1.1 呋喃及其衍生物

1.2 Eschenmoser脱硫反应

1.3 Yb(OTf)3在有机合成中的应用简介

1.4硫代酰胺类化合物

1.5芳甲酰基甲醛

1.6立题依据

第二章 Yb(OTf)3催化的呋喃衍生物的合成研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 水参与的类Passerini反应研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

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