过渡金属催化的不饱和底物转化方法的研究

摘要

过渡金属催化不饱和底物转化作为现代有机合成化学的发展前沿受到了广泛关注。通过过渡金属催化不饱和有机小分子的转化，使其转变为具有特定功效的功能分子，对理论和应用研究都有非常重要的意义。本论文对过渡金属铜或钌催化的不饱和底物转化方法进行了研究。研究了Cu(Ⅰ)催化α-烷基取代的α,β-不饱和羧酸酯生成β-硼烷基-α-季碳羧酸酯非对映选择性碳硼化反应。同时，还构建了两种不同连接链的关环复分解过渡金属钌催化剂，研究了其催化的关环复分解反应在有机合成中的应用。本文主要研究内容如下： （1）首先选择过渡金属铜催化的β-芳基-α-甲基-α,β-不饱和羧酸甲酯1a和亲电试剂（烯丙基溴）反应为模板反应，对配体、溶剂、碱种类进行了筛选，最终选择甲苯作为合适的反应溶剂，4-双(二苯基膦基乙烷）(dppe)或二环己基膦基-2',6'-二甲氧基联苯(Sphos)作为膦配体，KOMe作为合适的碱。 （2）用这最优反应条件进行了对底物进行了拓展，考察了各种有效亲电子试剂的范围（包括二烷基硫酸盐，伯烯丙基卤化物和苄基溴）以及各种β-(杂)芳基取代基和直链β-烷基取代基的α-烷基-α,β-不饱和羧酸甲酯底物对反应的适用性，同时对碳硼化反应机理进行了推理和验证。结果表明：将二烷基硫酸盐，伯烯丙基卤化物和苄基溴的碳骨架通过碳硼化反应转移到底物的α位置，得到中等至良好产率的产物，在大多数情况下产物的非对映选择性>95%。带有β-(杂)芳基取代基的底物比那些带有直链β-烷基取代基底物反应产物有更高的非对映选择性。碳硼化反应可能通过一个铜(Ⅰ)烯醇化物中间体进行，并且非对映选择性产生于亲电试剂对烯醇化物的位阻较小侧的亲电子攻击。 （3）我们选择磁性四氧化三铁纳米粒子作为载体，分别用含不同结构连接链的配体将载体与第二代Grubbs类型的催化剂相连，制备了含氮杂环烷烃链连接的负载型催化剂钌A和非极性非质子烷烃链连接的负载型钌催化剂B。同时通过简单方法合成了各种类型的关环复分解反应底物。 （4）将催化剂A和B分别用于不同类型底物的关环复分解反应，考察其催化的关环复分解反应在有机合成中的应用，结果表明：无论是在催化剂A或B作用下，合成带有取代基的五元、六元（杂）环化合物都是非常容易，且产率高达80%以上。

目录

声明

第一章 文献综述

1.1 引言

1.2 过渡金属铜催化的不饱和底物的碳硼化反应研究

1.3 过渡金属钌催化的烯烃关环复分解反应概述

1.4 关环复分解反应所用过渡金属钌催化剂的发展

1.5 过渡金属钌催化的烯烃关环复分解反应在有机合成中的应用

1.6 选题目的和意义

第二章 铜催化α-烷基-α,β-不饱和羧酸酯的碳硼化反应研究

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 钌催化的烯烃关环复分解反应研究

3.1 实验仪器和试剂

3.2 实验路线设计

3.3 配体化合物5和6的合成过程

3.4 关环烯烃底物的合成

3.5 负载型烯烃复分解钌催化剂的制备

3.6 负载型过渡金属钌催化剂催化的烯烃关环复分解反应

3.7 本章小结

第四章 结论与展望

参考文献

附录

致谢

个人简历