微波促进下芳基卤化物与含氮杂环化合物的N-芳基化反应

摘要

近年来，微波辐射作为一种有效的热源广泛应用于化学各个领域，尤其在有机化学中的发展更加迅速。本课题综述了微波辐射对有机化学反应的作用机理和特点及微波技术在合成含氮杂环化合物中研究和应用的进展情况。通常在常规加热条件下需要较长回流时间才能完成的反应可在微波中方便、快速的完成。据文献报道，与常规加热条件相比较，微波辐射往往具有反应时间短、产率高、产品纯度高、操作简便等优点，因而，微波用于加速有机反应的应用前景广阔。
　　从1986年至今，微波促进有机化学反应的研究已发展为一门引人注目的全新领域-MORE化学(Microwave-Induced Organic Reaction Enhancement Chemistry)。本文将这一概念用于Ullmann偶联反应。
　　含氮杂环 N-芳基化物广泛存在于许多具有生理活性的天然产物、药物、农药中，因此含氮杂环 N-芳基化的构键方法，对合成含有这种结构单元的天然产物、药物、农药等非常重要，从而一直是有机化学家重点研究课题之一。
　　乌尔曼反应是形成碳-氮键的重要方法。它是通过芳基卤化物在碱、催化剂存在下，与含氮杂环等亲核试剂一步反应而得到碳-氮偶联产物。其优点是所用催化剂价廉易得，反应一步完成，有应用在工业上大规模生产的重要意义。但是由于传统乌尔曼反应有常须在超过150℃的高温、强碱存在以及催化剂过量的条件下反应，且产率不高等缺点，经过多年的发展，化学家们对乌尔曼反应条件作了诸多的优化和改进，但是仍存在反应时间长，受电子效应影响比较显著等缺点。
　　我们研究小组利用微波辐射手段对芳基卤化物与含氮杂环化合物展开了研究，通过对影响反应的诸多条件如溶剂、温度、时间、浓度、碱、配体等的实验，发现在微波条件下用碘化亚铜(10％)作催化剂，L-脯氨酸或 N,N-二甲基甘氨酸(20%)为配体，能在低于或等于110℃温和反应温度下成功得到芳基卤化物(尤其是便宜易得的芳基溴化物和芳基氯化物)与咪唑、苯并咪唑、吲哚等的偶联产物，产率多数在80%以上。
　　本论文阐述了反应条件的优化过程，并将因此得到的反应条件分别用于：
　　1.芳基碘化物与苯骈三氮唑的偶联反应。发现即使是带吸电子基的芳基碘代物与苯骈三氮唑进行偶联反应，也只能得到中等收率的产物。
　　2.芳基卤化物与咪唑、苯并咪唑、吲哚等的偶联反应。发现带有吸电子基、给电子基、中性基团的芳基碘代物、溴代物、氯代物均能得到较好的收率，空间位阻大的底物需要在较高温度110℃下完成；带有给电子基的底物在90℃以下就能顺利地得到高产率的偶联产物。

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目录

第一章 文献综述

1.1概述

1.2 微波在有机合成化学中的原理

1.3 微波有机合成反应技术

1.4 微波技术在合成五员氮杂环化合物方面的应用

1.5 展望

1.6 本文研究的目的、内容及意义

参考文献

第二章 微波条件下芳基卤化物与苯骈三氮唑的偶联反应

2.1 引言

2.2 结果与讨论

2.3 实验部分

2.4 本章小结

参考文献

第三章 微波辐射下芳基卤化物与咪唑、吲哚的偶联反应

3.1 引言

3.2 结果与讨论

3.3 实验部分

3.4 本章小结

参考文献

附录：

攻读硕士学位期间主要科研成果

致谢