基于β-氧代硫代酰胺衍生物高选择性合成螺杂环化合物的研究

摘要

螺杂环化合物可作为构建天然产物或材料的骨架，通常也具有独特的化学特性以及生物活性，尤其是具有光学活性的多官能团螺硫杂环化合物，吸引大量药物、化学研究者的研究兴趣。本文提供了两种基于β-氧代硫代酰胺衍生物高选择性合成多官能团螺硫杂环化合物的方法:(1)[3+2]环加成高选择性合成多官能团螺环噻吩化合物;(2)一锅法高选择性合成多官能团螺1，2，3-噻二唑化合物。此两种合成方法皆经过中间体的极性反转从而实现螺硫杂环的构建，为螺硫杂环化合物提供了一种非常新颖的合成途径。
　　多官能团螺环噻吩类化合物药用价值潜力非常大。我们课题组首次报道了一种高效的以β-氧代硫代酰胺衍生物与（E)-a-硝基苯乙烯经过[3+2]环加成高选择性合成手性螺环噻吩化合物的方法。此方法以Takemoto硫脲小分子催化剂催化反应的关键步Micheal加成以及进行立体构型控制，获得了非常好的非对映选择性(upto99∶1dr)和对映选择性(up to94％ee)，以及较高的收率(up to88％)。该反应要经历一步非常关键的中间体的自身氧化极性反转，从而能成功构建出高对映选择性多官能团螺环噻吩化合物。此方法适用范围非常广泛，并且通过单晶衍射数据分析确定了产物的绝对立体构型。
　　极性反转是人们熟知的能逆转预期化学反应，促进有机分子以一种不同寻常的方式构建有机化合物的一种有机合成途径。我们课题组首次报道了β-氧代硫代酰胺衍生物与偶氮二甲酸酯(DIAD/DEAD/DBAD)的氧化偶联环化有机反应，成功构建出螺1，2，3-环噻二唑衍生物。该反应通过简单易得的脱甲基奎宁手性催化剂两个底物的Micheal加成以及立体构型控制，再使用N-溴代丁二酰亚胺(NBS)或环保绿色的空气氧分子作为氧化剂催化中间体的氧化极性反转环化，从而成功获得高对映选择性(up to98％ee)和高收率(up to94％yield)的手性螺1，2，3-噻二唑衍生物。可喜的是，此反应还可以进行工艺的放大反应，并仍然保持高收率和高对映选择性，而且产物可进一步通过简单的重结晶得到单一立体构型的产物。

目录

摘要

第一章 β-氧代硫代酰胺衍生物的简略研究概况

1．1 引言

1．2 β-氧代酰胺衍生物参与的反应

1．2．1 β-氧代硫代酰胺衍生物参与的烷基化反应

1．2．2 β-氧代硫代酰胺衍生物参与的酰基环化反应

1．2．3 β-氧代硫代酰胺衍生物参与的环缩合反应

1．2．4 β-氧代硫代酰胺衍生物参与的[3+2]环加成反应

1．2．5 β-氧代硫代酰胺衍生物参与的一锅法多组分反应

1．3 本章小结

第二章 [3+2]环加成高选择性合成螺杂环噻吩化合物

2．1 前言

2．1．1 引言

2．1．2 课题的提出

2．2 实验结果与讨论

2．2．1 反应条件优化

2．2．2 底物的扩展

2．2．3 产物绝对构型的确定

2．2．4 反应可能的机理

2．2．5 反应产物的衍生研究

2．3 实验部分

2．3．1 药品仪器说明

2．3．2 (E)-α-硝基苯乙烯系列底物的一般合成过程

2．3．3 β-氧代硫代酰胺系列底物的一般合成过程

2．3．4 手性螺杂环噻吩衍生物的一般合成过程

2．4 本章小结

第三章 一锅法高选择性合成螺1，2，3-噻二唑化合物

3．1 前言

3．1．1 引言

3．1．2 课题的提出

3．2 实验结果与讨论

3．2．1 反应条件优化

3．2．2 底物扩展

3．2．3 产物绝对构型的确定

3．2．4 反应可能的机理

3．2．5 反应扩大量探究

3．3 实验部分

3．3．1 药品仪器说明

3．3．2 手性螺杂环噻二唑衍生物的一般合成过程

3．4 本章小结

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间取得的研究成果

声明