芳酮、对甲苯磺酰肼与芳基硼酸/卤代烃一锅多步反应研究

摘要

芳基甲烷以及芳基乙烯类化合物由于其独特的结构骨架而广泛应用在天然产物、光电材料、染料以及药物中间体等分子中，寻找一种高效且环境友好的构建方法成为合成领域的研究热点之一。
　　对甲苯磺酰腙作为重氮化合物的前体，其本身结构稳定以及反应过程中表现出较高的活性而成为有机化学反应的研究热点，它既可以在无金属参与下与频哪醇硼烷、芳基硼酸、醇类、硫酚等试剂发生偶联反应，也可以在过渡金属催化下与卤代芳烃、炔烃、芳基硼酸发生β-H消除反应生成烯烃化合物。在前人研究工作的基础上，本文主要通过对芳酮、对甲苯磺酰肼与芳基硼酸/卤代烃一锅多步反应研究，建立一系列芳基甲烷和芳基乙烯类化合物简单有效的合成方法。
　　本论文主要研究内容包括四个部分：
　　第一，无金属还原偶联芳基硼酸与对甲苯磺酰腙原位合成9-芳基芴。首先，选用芴酮（0.5 mmol）和苯硼酸（0.75 mmol）在对甲苯磺酰肼与K2CO3存在条件下作为还原偶联的模型反应。结果表明芴酮（0.5 mmol）与对甲苯磺酰肼（1.5 equiv.）在甲苯为溶剂，80℃中反应2 h，再与苯硼酸（0.75 mmol）、K2CO3（2 equiv.）在110℃中反应5 h为最优反应条件。在最优条件的基础上，我们接着探索了一锅、两步还原偶联的底物适应性范围，得到了25种9-芳基芴化合物，产率在29-93％之间，并通过1H NMR,13C NMR,19F NMR和 HRMS(EI)对目标产物进行了表征。最后，芴酮（5 mmol）与4-甲氧基苯硼酸（7.5 mmol）进行了扩大量反应来验证合成体系的应用效果，得到了1.08、80%的目标产物。
　　第二，无金属还原偶联二芳基酮、对甲苯磺酰肼与芳基硼酸合成三芳基甲烷。首先，选用二苯甲酮（0.5 mmol）、对甲苯磺酰肼（0.75 mmol）和苯硼酸（0.75 mmol）作为还原偶联的模型反应。结果表明二苯甲酮（0.5 mmol）与对甲苯磺酰肼（1.5 equiv.）在以甲苯（3mL）（4?分子筛）为溶剂，110℃中反应5 h，再与苯硼酸（0.75 mmol）、K2CO3（3 equiv.）在150℃中反应5 h为最优反应条件。在最优条件的基础上，我们接着探索了一锅、两步还原偶联的底物适应性范围，得到了23种三芳基甲烷化合物，产率在17-82%之间，并通过1H NMR,13C NMR,19F NMR和 HRMS(EI)对目标产物进行了表征。最后，二苯甲酮（7.5 mmol）与4-联苯硼酸（11.3 mmol）进行了扩大量反应来验证合成体系的应用效果，得到了56%的目标产物。
　　第三，一锅、两步还原偶联乙酰基萘、对甲苯磺酰肼与芳基硼酸合成1（2）-（1-苯乙基）萘，得到了中等到优良目标产率。结果表明:溶剂在反应中扮演了重要角色，α-乙酰基萘与苯硼酸偶联反应时适合用甲苯作溶剂，而β-乙酰基萘适合用1,4-二氧六环做溶剂。其后，我们接着探索了一锅、两步还原偶联的底物适应性范围，得到了一系列1（2）-（1-苯乙基）萘，产率在22-93%之间，并通过1H NMR，13C NMR，19F NMR和HRMS(EI)对目标产物进行了表征。特别的是，一锅多步反应体系同样适合对1（2）-（1-苯乙基）萘的克级规模反应，并且也能够合成萘环取代的咔唑类化合物。
　　第四：钯催化芳香醛、对甲苯磺酰肼与苄卤一锅反应制备1,2-二芳基乙烯化合物。首先，选用 Pd(PPh3)4催化苯甲醛、对甲苯磺酰肼与苄溴作为模型反应进行条件优化，结果表明芳香醛（0.5 mmol）、苄溴（0.6 mmol）与对甲苯磺酰肼（1.5 equiv.）、Pd(PPh3)4（5 mol%）为催化剂，LiOtBu（1.0 mmol）为碱，以甲苯为溶剂时为最优反应条件。在最优条件下，我们在一锅两步反应体系下对底物进行了扩展，得到了23种1,2-二芳基乙烯，产率在32-96%之间，并通过1H NMR,13C NMR,19F NMR和 HRMS(EI)对目标产物进行了表征。最后，苯甲醛（7.5 mmol）、对甲苯磺酰肼与苄溴（9 mmol）进行了扩大量反应来验证合成体系的应用效果，得到了1.14g、56%的目标产物。最后，在标准条件下，4-甲氧基苯甲醛对甲苯磺酰腙与1,2,3-三甲氧基溴苄合成了DMU-212，产率为71%。
　　综上所述，本论文基于芳酮、对甲苯磺酰肼与芳基硼酸/卤代烃一锅多步偶联反应，合成了一系列芳基甲烷以及芳基乙烯类化合物，并且特定合成了在抗癌药物方面有重要应用的烯烃化合物，对C-C键和C=C键的形成方法做了重要的补充和完善。

目录

声明

第一章 文献综述

1.1引言

1.2无金属参与的对甲苯磺酰腙偶联反应

1.3过渡金属催化的对甲苯磺酰腙偶联反应

1.4 自由基环加成反应

1.5 本论文选题依据

第二章 无金属参与芴酮、TsNHNH2与芳基硼酸一锅两步制备9-芳基芴类化合物

2.1 引言

2.2 实验试剂和仪器

2.3 结果与讨论

2.4 实验部分

2.5 本章总结

第三章 无金属参与的二芳基酮、TsNHNH2与芳基硼酸一锅两步制备三芳基甲烷化合物

3.1 引言

3.2 主要试剂与仪器

3.3 结果与讨论

3.4 实验部分

3.5 本章小结

第四章 无金属参与的乙酰基萘、TsNHNH2与芳基硼酸偶联反应的研究

4.1 引言

4.2 实验试剂和仪器

4.3 实验结果与讨论

4.4 实验部分

4.5 本章小结

第五章 钯催化芳香醛、TsNHNH2与苄基卤制备1,2-二芳基乙烯类化合物

5.1 引言

5.2 实验试剂和仪器

5.3 结果与讨论

5.4 实验部分

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

作者简介

致谢

附图

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