碘化亚铜催化一锅法合成含氮杂环化合物反应的研究

摘要

碘化亚铜催化的交叉偶联反应是构建sp2碳-碳、碳-氮、碳-氧等键的一种重要手段。多组分偶联反应的一锅法操作最大化地避免了中间体的分离与提纯,简化了实验操作,是有机合成研究热点之一。论文研究了碘化亚铜催化偶联和多组分反应等,一锅法合成了25个系列含氮杂环新化合物,选题新颖,具有创新性和研究价值。
　　 研究了碘化亚铜催化由2-氰甲基苯并咪唑与邻溴苯甲醛一锅法合成苯并咪唑[1,2-a]喹啉类化合物的反应。分析了反应机理,2-氰甲基苯并咪唑和邻溴苯甲醛在哌啶催化下发生Knoevenagel缩合,继而发生分子内C-N偶联得到目标产物。探讨了溶剂、配体、碱及温度等条件对反应的影响。以10％mol的CuI为催化剂,20％mol的1.10-菲咯啉为配体,两当量的碳酸钾作碱,在1,4-二氧六环溶剂中,90℃下反应,产品分离收率达84％。在此条件下考察了反应底物的适应性,并进一步合成了无取代的苯并咪唑[1,2-a]喹啉母体,分离收率达90％。
　　 研究了碘化亚铜催化由苯乙炔、对甲苯磺酰叠氮和2-溴烯丙基胺等多组分反应一锅法合成咪唑类化合物的反应。分析了反应的机理,苯乙炔和对甲苯磺酰叠氮在CuI和TEA的作用下发生[3+2]环加成反应,生成的氮杂联烯接受2-溴烯丙基胺的亲核进攻生成脒中间体,继而在CuI的催化下发生分子内偶联反应得到目标产物。对C-N偶联反应进行了条件优化,考察了溶剂、温度、配体及碱等对反应的影响。以10％mol的CuI为催化剂,20％mol的N,N’-二甲基-1,2-乙二胺为配体,两当量的碳酸钾作碱,在乙腈和DMSO的混合溶剂(体积比为2:1)中,80℃下反应,分离收率达60％。并在此条件下考察了反应底物的适用性。
　　 对25个新化合物进行了1H-NMR、13C-NMR、高分辨质谱等的结构分析鉴定。碘化亚铜催化一锅法合成含氮杂环化合物的方法,具有操作简单、反应条件温和、收率良好和步骤经济性好等优点。