以新型硫代酰胺为合成子合成苯[4,5]并咪唑[1,2-b]并吡唑类衍生物

摘要

苯并咪唑类化合物作为历史上第一种内吸型杀菌剂，具有选择性好、对哺乳动物安全性比较高、抗菌谱较广，能够有效地控制真菌引发的主要农作物病害，为农作物的持续高产做出了巨大的贡献。在现有的农药品种中吡唑类占有一定的比例，此类化合物活性普遍很高，我们可以通过吡唑环上取代基的改变更改其性能，所以研究吡唑类化合物的合成具有十分重要的意义。
　　β-氧代硫代酰胺(KTA，β-Ketothioamide)是一类极性烯酮-(N, S)-乙缩醛化合物，为一种重要的有机合成中间体，被广泛的应用于合成各种新型含氮（硫）杂环骨架的化合物中。
　　Ullmann反应广泛的应用于芳基C-N、C-O、C-S、C-X、C-C键等的形成，目前通常与配体形成络合物构成催化体系促进反应的发生。而常用的、高效的配体的类型主要分为N，N-，N，O-，O，O-型三种。杂环烯酮缩胺(HKA)具有N,O-和O，O-两种结构特征，作为多官能团合成子多用于构建杂环化合物，但作为有机配体与铜盐形成共催化体系，还未见文献报道。因此，本文设计使用HKA作为新型配体，与铜形成匹配兼容的催化体系，发展铜催化串联偶合反应。
　　第一章讲述了异硫氰酸酯及硫代酰胺在有机合成领域的广泛应用以及铜催化反应和配体的概述。
　　第二章建立了一种新的合成β-氧代硫代酰胺的方法，即以叔戊醇钾/甲苯为催化剂合成新型合成子N-(2-溴苯基)-3-氧代-3-芳基硫代丙酰胺，反应产率高达93％；以β-氧代硫代酰胺为合成子，与原料水合肼在溶剂乙醇中回流反应1h，得到一系列新型吡唑类衍生物(4a-4r)，该方法无需添加任何催化剂，冷却至室温即可析出固体，而且具有经济节约、环境友好和处理方法简便的特点。
　　第三章建立了一种新的铜催化体系即CuCl/K2CO3/HKA(L4)，在此反应条件下，以吡唑类衍生物(4a-4r)为原料，10 min内合成目标化合物苯[4，5]并咪唑[1，2-b]并吡唑类化合物(5a-5r)。与Junjappa报道的CuI/NaH/L-脯氨酸反应体系相比，该反应体系采用更便宜的CuCl作为催化剂，将危险性很大的碱性催化剂NaH更换成安全的K2CO3，采用新的配体L4使得反应产率高达90％以上，反应时间大大缩短，而且大大拓宽了反应底物范围。
　　所合成的新化合物结构均经过IR，1H NMR，13C NMR以及HRMS的表征，同时通过对所培养的化合物4p的单晶解析，确定了目标化合物精确的空间构型。并探讨了反应可能的机理。

目录

摘要

论文中使用的符号说明

第一章 文献综述

1．1 异硫氰酸酯简述

1．1．1 异硫氰酸酯的结构特性

1．1．2 异硫氰酸酯参与的多组分反应

1．1．3 异硫氰酸酯参与Ullmann芳基化反应

1．2 硫代酰胺类化合物概述

1．2．1 β-硫代酰胺的亲核取代反应

1．2．2 环加成反应

1．2．3 N-烯烃类硫代酰胺的反应

1．3 铜催化反应概述

1．3．1 Cu催化的芳基卤化物和NH2类化合物的交叉偶联

1．3．2 芳基卤化物和不饱和的杂环化合物的交叉偶联

1．3．3 芳基卤化物和酚、醇的交叉偶联

1．3．4 芳基硼酸和含杂原子亲核试剂的交叉偶联

1．3．5 近期的文献报道的铜催化反应

1．4 配体概述

1．4．1 N，N-型配体的简介

1．4．2 O，O-型配体的简介

1．4．3 N，O-型配体的简介

1．5 吡唑类化合物的概述

1．5．1 吡唑环的合成

1．5．2 具有药物活性的吡唑类衍生物的合成举例

1．6 苯并[4，5]咪唑[1，2-b]吡唑类化合物的概述

1．6．1 由(E)-N-苯亚甲基-2-甲基-1H-苯并[d]咪唑-1-胺合成

1．6．2 由Ullmann偶联反应合成

1．7 立题依据

第二章 新型硫代酰胺及吡唑类衍生物的合成

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 合成路线及产物

2．2．2 仪器与试剂

2．2．3 合成步骤

2．3 结果与讨论

2．3．1 反应条件的选择

2．3．2 取代基效应对反应的影响

2．3．3 图谱解析

2．3．3 反应机理

2．4 单晶结构解析

2．5 本章小结

第三章 新型苯并[4，5]咪唑[1，2-6]吡唑衍生物的合成

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 苯并咪唑并吡唑类衍生物的合成

3．2．2 仪器与试剂

3．2．3 合成步骤

3．3 结果与讨论

3．3．1 反应条件选择

3．3．2 取代基效应对反应的影响

3．4 化合物5c图谱解析

3．5 可能的反应机理

3．6 本章小结

结论

参考文献

致谢

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