基于三氟甲基酮亚胺及三氟重氮乙烷的环化与加成反应研究

摘要

三氟甲基化合物在医药、农药、材料等领域得到了广泛应用，而基于三氟甲基合成砌块的化学转化反应是构建三氟甲基化合物的重要策略。本文重点围绕环状三氟甲基酮亚胺和2,2,2-三氟重氮乙烷这两种三氟甲基合成砌块，分别发展了其参与的环化及加成反应，高效地合成了一系列新型的三氟甲基化合物，研究内容分为以下两部分：
　　1）有机Lewis碱促进的联烯酸酯及 MBH酯参与的环化反应是构建高功能化的碳环及杂环化合物的有效途径之一。我们选用四种Lewis碱（PPh3、DPPP、DABCO及吡啶）为催化剂，分别实现了联烯酸酯与环状三氟甲基酮亚胺的[3+2]环化反应、连续的[3+2]/[3+2]环化反应、[2+2]环化反应以及aza-MBH反应，高效地合成了四类具有不同结构的三氟甲基取代的氮杂并环化合物。另外，我们发现[3+2]环化产物及aza-MBH反应产物在DPPP的促进下可与联烯酸酯再次完成环化反应，并以大于90％的收率得到三氟甲基取代的氮杂四并环化合物。随后，我们发展了PBu3催化的MBH酯与环状三氟甲基酮亚胺的[3+2]环化反应，该反应的底物普适性良好，能以18-99%的收率及大于99/1的非对映选择性得到三氟甲基取代的氮杂三并环化合物。当以不含三氟甲基的环状甲基或苯基酮亚胺为底物时，却不能发生上述五类反应，表明具有强吸电子能力的三氟甲基对联烯酸酯或MBH酯与环状酮亚胺的环化反应的顺利进行起到了至关重要的作用。
　　2）2,2,2-三氟重氮乙烷作为一类高活性的三氟甲基合成砌块，能以C2合成子或1,3-偶极子的形式参与多种化学反应，从而生成结构多样化的三氟甲基化合物。我们巧妙地利用了三氟重氮乙烷氢原子的高活性特点，以二乙基锌作为碱，奎宁为手性配体，发展了醛与三氟重氮乙烷的不对称1,2-加成反应，以69-92%的收率及68-92%ee的对映选择性合成了一系列三氟甲基取代的α-重氮手性仲醇类化合物。产物经过简单的还原，可生成三氟乙基取代的手性仲醇以及三氟甲基取代的手性腙类化合物，从而进一步拓展了2,2,2-三氟重氮乙烷的应用范围。

目录

声明

第一章 前言

1.1 有机氟化学简介

1.2 三氟甲基化学的反应研究

1.2.1 基于三氟甲基化试剂的化学反应研究

1.2.2 基于三氟甲基合成砌块的化学反应研究

第二章 有机Lewis碱促进的联烯酸酯及MBH酯与环状三氟甲基酮亚胺的环化反应研究

2.1 研究背景及立题思想

2.1.1 研究背景

2.1.2 立题思想

2.2 叔膦促进的联烯酸酯与环状三氟甲基酮亚胺的环化反应研究

2.2.1 反应条件的优化

2.2.2 反应底物的扩展

2.2.3 反应产物的合成转化

2.2.4 反应机理的探究

2.3 叔胺促进的联烯酸酯与环状三氟甲基酮亚胺的环化反应研究

2.3.1 反应条件的优化

2.3.2 反应底物的扩展

2.3.3 反应产物的合成转化

2.3.4 反应机理的探究

2.4 叔膦促进的MBH酯与环状三氟甲基酮亚胺的环化反应研究

2.4.1 反应条件的优化

2.4.2 反应底物的扩展

2.4.3 反应产物的合成转化

2.4.4 反应的不对称催化研究

2.4.5 反应机理的探究

2.5 本章小结

2.6 本章实验部分

2.6.1 实验仪器与试剂

2.6.2 反应底物的合成

2.6.3 联烯酸酯与环状三氟甲基酮亚胺的[3+2]环化反应

2.6.4 联烯酸酯与环状三氟甲基酮亚胺的连续[3+2]/[3+2]环化反应

2.6.5 联烯酸酯与环状三氟甲基酮亚胺的[2+2]环化反应

2.6.6 联烯酸酯与环状三氟甲基酮亚胺的aza-MBH反应

2.6.7 MBH酯与环状三氟甲基酮亚胺的[3+2]环化反应

第三章 醛与2,2,2-三氟重氮乙烷的不对称1,2-加成反应研究

3.1 研究背景及立题思想

3.1.1 研究背景

3.1.2 立题思想

3.2 醛与2,2,2-三氟重氮乙烷的不对称1,2-加成反应研究

3.2.1 反应条件的优化

3.2.2 反应底物的扩展

3.2.3 反应产物的合成转化

3.3 本章小结

3.4 本章实验部分

3.4.1 实验仪器与试剂

3.4.2 反应原料的制备

3.4.3 醛与2,2,2-三氟重氮乙烷的不对称1,2-加成反应

第四章 总结论

参考文献

附录 部分代表性化合物的NMR谱图

在学期间发表的学术论文与研究成果

致谢