铑催化1-磺酰基-1,2,3-三氮唑经叶立德途径合成杂环化合物反应研究

摘要

过渡金属催化重氮化合物，生成稳定的过渡金属卡宾在有机合成中已经成为广泛应用的活性中间体。最近几年，Fokin和Gevorgyan等人发现1-磺酰基-1,2,3-三氮唑由于其1位上含有一个强烈的吸电子基团，促使其环链互变异构向开环方向进行，生成α-亚胺重氮化合物。随后1-磺酰基-1,2,3-三氮唑被用作潜在的重氮化合物前体，在过渡金属铑催化下生成α-亚胺铑卡宾中间体。值得注意的是α-亚胺铑卡宾中间体除了具有很高的亲电性外，磺酰亚胺基团上的氮原子其亲核性要比相应的α-氧代卡宾中氧原子的亲核性强得多。基于α-亚胺铑卡宾中间体以上独特的化学性质，它可以经历一系列有价值的化学转化，生成一系列的独特产物，例如：经历环化反应生成新的杂环化合物、环丙烷化及随后的扩环反应、叶立德的形成及其随后的重排反应以及 C-H官能团化等。本论文主要研究了铑催化1-磺酰基-1,2,3-三氮唑与硫原子及卤素原子反应经叶立德途径合成杂环类化合物。
　　(1)铑催化1-磺酰基-1,2,3-三氮唑与β-甲硫基-α,β-不饱和酮反应,经叶立德中间体及随后的重排反应合成β-胺基-α,β-不饱和酮类化合物。通过对反应条件的优化，确定在1 mol％ Rh2(oct)4为催化剂，1,2-二氯乙烷为溶剂，氮气保护下回流，1-磺酰基-1,2,3-三氮唑与1当量的β-甲硫基-α,β-不饱和酮化合物反应，以中等到优秀的产率合成β-胺基-α,β-不饱和酮类化合物。此外，我们还发现，该产物在甲苯回流条件下能够有效的生成2-甲硫基吡咯衍生物，且该反应底物官能团兼容性好。
　　(2)铑催化4-(2-(溴甲基)苯基)-1-磺酰基-1,2,3-三氮唑生成铑卡宾中间体，随后溴原子对铑卡宾碳进行分子内亲核进攻生成溴叶立德中间体，再经一系列重排最终生成4-溴-1,2-二氢异喹啉化合物。通过对反应条件的优化，在5 mol%Rh2(piv)4为催化剂，1,2-DCE为溶剂，氮气氛围，回流条件下4-(2-(溴甲基)苯基)-1-磺酰基-1,2,3-三氮唑以中等的产率得到目标化合物4-溴-1,2-二氢异喹啉。该反应底物官能团兼容性好。

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第一章 前 言

1.1 铑催化概述

1.2 铑催化1-磺酰基-1,2,3-三氮唑环化的相关反应

1.3 铑催化1-磺酰基-1,2,3-三氮唑环丙烷化的相关反应

1.4 铑催化1-磺酰基-1,2,3-三氮唑的X-H插入的相关反应

1.5 铑催化1-磺酰基-1,2,3-三氮唑与杂环的相关反应

1.6本章小结

第二章 铑催化β-胺基-α,β-不饱和酮及2-甲硫基吡咯的合成

2.1铑催化1-磺酰基-1,2,3-三氮唑与杂原子生成叶立德反应概述

2.2 铑催化β-胺基-α,β-不饱和酮类化合物的合成

2.3β-胺基-α,β-不饱和酮类化合物的衍生化研究

2.4反应机理的研究

2.5 本章小结

第三章 铑催化4-溴-1,2-二氢异喹啉化合物的合成

3.1异喹啉类化合物概述

3.2 铑催化4-溴-1,2-二氢异喹啉类化合物的合成

3.3反应机理的研究

3.5 本章小结

实验部分

参考文献

新化合物数据一览表

已知化合物一览表

硕士期间已发表的论文

致谢

附图