三价铑催化/无金属催化下五元含氮杂环化合物的构建

摘要

含氮杂环化合物，作为杂环化合物的重要组成部分，普遍的存在于许多生物碱中。吲哚、恶唑及其三唑吡啶类化合物作为最典型的五元氮杂环化合物，其骨架广泛存在于多种天然产物及其具有生物活性的化合物中，在生物、农药、医药和材料等方面有着功不可没的作用。因此，如何简单、高效、快捷的合成这些五元含氮杂环化合物吸引着越来越多化学家们的关注。本论文主要致力于探索从简单易得的反应底物出发，合成五元含氮杂环化合物的方法研究。　　1、首先在第一章我们对过渡金属催化的导向C-H 活化反应进行了归纳，总结了不同导向定位基团在过渡金属催化 C-H 活化反应中的应用，第二章又对复杂吲哚类化合物的合成进行了综述，介绍了不同的合成吲哚及其衍生物的方法。　　2、我们提出了铑（三价）作为催化剂，苯基硝酮类化合物分别和重氮酯类化合物（第三章）及其烯烃类化合物（第四章），高选择性的合成出一系列吲哚及其衍生物的方法。在该反应中，硝酮类化合物作为弱导向基团，在过渡金属Rh(III)催化下，选择性的进行特定位置的C-H活化及其环化反应。该方法适应性较好，有着较高的区域选择性，并且能够以中等及其优异的产率获得不同取代基的目标产物。　　3、α,β-不饱和醛/酮作为一种便宜易得的反应底物，能够参与到许多氮杂环化合物的构建当中。我们提出了利用 α,β-不饱和醛/酮化合物为起始原料，醋酸氨作为氮源，在醋酸碘苯的作用下，选择性的合成2,5-二苯基恶唑类化合物（第五章）。该反应原子利用率高，不需要加入任何的金属催化剂及其特别的添加剂，在室温下就能以较高的产率获得一系列不同取代基的2,5-二苯基恶唑类化合物。　　4、N-苯磺酰腙可以由简单的醛或酮类化合物直接与对甲苯磺酰肼反应获得。由于分子中的对甲苯磺酰基（Ts-）容易离去,所以被广泛应用于一些氮杂环化合物的合成构建中。我们提出了利用简单易得的N-苯磺酰腙直接与 2-氨基吡啶类化合物，在I2/TBHP的催化体系下，通过2-氨基吡啶选择性C-N键的断裂同时构建新的C-N键，合成一系列1,2,4-三唑并[4,3-α]吡啶类化合物的方法（第六章）。

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