捕捉活性叶立德中间体用于高效构建多官能团化合物的三组份反应

摘要

多组份反应可以从简单的反应物快速大量地合成具有结构多样性和复杂性的分子，它也最接近于理想合成的概念。正因为如此，多组份反应受到化学家们越来越多的关注。本文的主要研究内容就是研究一类基于对活性叶立德中间体进行捕捉的多组份新反应，该反应可以用以高效构建复杂结构的多官能团化合物。
　　 本文首先研究了铑(Ⅱ)催化苯基重氮乙酸甲酯、醇和亚胺的三组份反应。通过对亚胺的N-芳基邻位上引入羟基，形成一个分子内氢键使得亚胺的活性增强，从而大大提高了三组份反应的化学选择性和非对映选择性。通过用手性的叔丁基亚磺酰亚胺捕捉氧叶立德中间体，获得了单一异构体的三组份产物被，首次实现了这类多组份反应的不对称诱导合成；这个三组份产物通过简单的保护基脱除，生成高光学纯度的多官能团化的α-羟基-β-氨基酸衍生物。进一步报道了铑(Ⅱ)和锆(Ⅳ)双金属共同催化苯基重氮乙酸甲酯、醇和亚胺的不对称催化多组份反应，高对映选择性地得到手性的α-羟基-β-氨基酯产物。该反应通过铑(Ⅱ)催化分解重氮形成的卡宾与醇先生成一个羟鎓叶立德中间体，而手性锆络合物作为一个路易斯酸活化亚胺进而捕捉到该叶立德中间体，完成催化循环。最后研究了温度对铑(Ⅱ)催化苯基重氮乙酸甲酯、醇和亚胺三组份反应的影响。
　　 本文还研究了几个关于铑(Ⅱ)催化重氮化合物、芳胺(硫醇)和偶氮羧酸酯类化合物的多组份新反应，高收率地生成含多个杂原子的多官能化的复杂结构分子。另外，通过简单的更换重氮底物，发现这类反应可以方便的用于合成α-芳基亚胺酯类化合物，这个方法的优越性在于可以容易地合成位阻大的α-芳基亚胺酯。
　　 最后研究了α-重氮乙酰乙酸酯与酰氯活化的喹啉发生一锅加成反应，所得到的2位加成产物在醋酸铑催化下发生分子内环丙烷化反应，高收率的生成一类新的具有四环结构的四氢喹啉衍生物。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 引言

第一节 化学反应中的新概念——原子经济反应

第二节 多组份反应(MCRs)简介

1.2.1多组份反应的定义及发展历史

1.2.2多组份反应的特点及分类

1.2.3发现新的多组份反应的策略

第三节 重氮卡宾化学介绍

1.3.1(重氮化合物分解产生的)卡宾的化学概述

1.3.2重氮羰基化合物的基本分类

1.3.3催化重氮分解常用的金属催化剂

1.3.4金属卡宾的基本反应类型

第四节 多组份反应(MCRs)在重氮化学中的应用

1.4.1关于偶氮甲碱叶立德的重氮多组份反应

1.4.2关于羰基叶立德的重氮多组份反应(羰基叶立德的1,3-偶极环加成反应)

1.4.3小结与展望

第五节 课题主体思路的提出和设计

1.5.1课题的工作基础

1.5.2课题的提出及设计

第二章 亚胺捕捉氧叶立德中间体的高选择性多组份反应

第一节 铑(Ⅱ)催化重氮酸醋酯、醇和活化亚胺的三组份反应

2.1.1研究背景

2.1.2反应的初步研究

2.1.3不同的醇、亚胺对反应的影响

2.1.5三组份产物立体构型的确定

2.1.6三组份产物N-芳基保护基的脱除

第二节 铑(Ⅱ)催化取代重氮乙酸酯、醇和手性的叔丁基亚磺酰亚胺的三组份反应

2.2.1研究背景

2.2.2不同手性亚胺化合物对反应的影响

2.2.3反应条件的筛选

2.2.4不同的醇对反应的影响

2.2.5产物的结构及立体构型的确定

第三节 反应机理方面的讨论

第四节 本章小结

第三章 Rh(Ⅱ)和Zr(Ⅳ)共同催化重氮乙酸酯、醇和亚胺的不对称多组份反应

第一节 研究背景

第二节 反应的初步研究

第三节 反应的结果与讨论

3.3.1反应条件的筛选

3.3.2不同的重氮化合物及醇对反应的影响

3.3.3不同的亚胺化合物对反应的影响

3.3.4产物绝对构型的确定

3.3.5反应机理方面的讨论

第四节 本章小结

第四章 温度对Rh(Ⅱ)催化苯基重氮乙酸甲酯，醇和亚胺的三组份反应的影响

第一节 研究背景

第二节 反应的初步研究

第三节 反应结果及讨论

4.3.1温度以及溶剂对反应的影响

4.3.2各种不同的亚胺在室温下的反应

4.3.3三组份产物的衍生

第四节 本章小结

第五章 Rh(Ⅱ)催化重氮乙酸酯、芳胺(硫醇)和偶氮羧酸酯的多组份反应的研究

第一节 研究背景

第二节 Rh(Ⅱ)催化EDA、芳胺和偶氮羧酸酯的多组份反应反应的初步研究

5.2.1反应的初步研究

5.2.2实验结果及讨论

5.2.3产物结构的确证

5.2.4反应机理方面的讨论

第三节 α-芳基亚胺酯的合成

5.3.1研究背景

5.3.2不同芳胺对反应的影响

5.3.3不同重氮化合物对反应的影响

5.3.4产物结构的确证

第四节 Rh(Ⅱ)催化重氮醋酸酯、硫醇和偶氮羧酸酯的反应

5.4.1研究背景

5.4.2初步研究

5.4.3不同的硫醇对这个反应的影响

5.4.4不同的重氮化合物以及不同的偶氮羧酸酯对这个反应的影响

5.4.5产物44结构的确证

5.4.6反应机理方面的讨论

第四节 本章小结

第六章 新型的环戊烷并[b]喹啉衍生物的合成

第一节 前言

6.1.1环戊烷并[b]喹啉衍生物的重要性

6.1.2合成环戊烷并[b]喹啉衍生物几个方法

6.1.3对酰氯活化的喹啉加成

6.1.4 EDA和α-重氮乙酰乙酸甲酯的加成反应

第二节 课题的提出

第三节 α-重氮乙酰乙酸酯对活化的喹啉进行加成反应

6.3.1初步的研究

6.3.2不同取代得喹啉以及不同的酰氯对反应的影响

第四节 加成产物发生分子内环丙烷化构建四环化合物

第五节 四环化合物结构的确定

第六节 四环化合物开环生成环戊烷并[b]喹啉化合物

第七节 本章小结

第七章 结论

第八章 实验部分

第一节 试验仪器和试剂

第二节 试验操作过程和产物分析数据

8.2与第二章相关的试验部分

8.3与第三章相关的试验部分

8.4与第四章相关的试验部分

8.5与第五章相关的试验部分

8.6与第六章相关的试验部分

8.7晶体参数

参考文献

作者简历

博士期间发表的文章目录

致谢

部分化合物谱图