钯催化芳基磺酸酯与降冰片烯的环丁烷化反应和降冰片烯的芳基炔基化反应

摘要

酚氧类化合物低毒稳定、在自然界中来源丰富，其转化与利用吸引着众多有机合成工作者的关注。众多的研究已表明，酚氧化合物可以代替有机卤化物作为有效的亲电试剂与有机金属化合物(B、Mg、Zn等)或Z-H(Z=C、N和P)类化合物发生偶联反应，进而构建新的C-C键或C-Z键。同时，利用酚氧基团导向的C-H活化策略也广泛应用于有机合成。本文通过钯催化一釜实现C-O键和C-H键断裂，利用芳基磺酸酯与降冰片烯反应合成苯并环丁烷类化合物。与此同时，我们利用芳基磺酸酯为芳基源，末端炔烃为炔基源，实现降冰片烯双键的芳基炔基化反应。在传统的合成2,3-二取代降冰片烯反应中，炔基化试剂主要包含有毒的有机锡烷和少量的芳基端炔，对应的亲电试剂均为芳卤底物，并且反应条件较为苛刻，产率不高。具体研究内容如下：　　(1)通过钯催化一釜活化C-O键和C-H键，实现了芳基磺酸酯(包括活性的三氟甲磺酸酯、相对惰性的对甲苯磺酸酯和甲磺酸酯)与降冰片烯类化合物的环丁烷化反应。酚氧化合物和降冰片烯类化合物均底物适应性良好，具有药物活性的酚类衍生物(如丁香酚、香草酸甲酯、大麦芽碱和覆盆子酮的磺酸酯衍生物)也可以很好地反应。并且在克级放大反应中，催化剂钯的用量可以降至千分之四级别。这些结果表明了该反应在有机合成中的潜在应用价值。　　(2)利用芳基三氟甲磺酸酯为芳基源，末端炔烃为炔基源，通过钯催化实现降冰片烯双键的芳基炔基化反应。脂肪直链炔烃、脂肪环状炔烃以及杂芳环炔烃都能有效参与反应，高产率地生成对应的双官能团化产物。该反应条件相对温和，底物适用性好，是一种合成2,3-二取代降冰片烯类化合物(前列腺素类似物)的新方法。

目录

声明

第 1 章 绪 论

1.1 酚氧类化合物C-O 键和 C-H 键的活化特点

1.2 芳基磺酸酯参与经由 C-O 键活化构建 C-C 键的反应

1.2.1 芳基磺酸酯与 C-H 化合物反应

1.2.2 芳基磺酸酯与硼试剂反应

1.2.3 芳基磺酸酯与硅试剂反应

1.2.4 芳基磺酸酯与有机金属试剂反应

1.2.5 芳基磺酸酯与有机羧酸及其盐试剂反应

1.3 芳基磺酸酯参与经由 C-O 键活化构建 C-Z 键的反应

1.3.1 芳基磺酸酯 C-O 键活化构建 C-N 键反应

1.3.2 芳基磺酸酯 C-O 键活化构建其它 C-Z 键反应

1.4 酚氧化物经由导向基团协助的邻位 C-H 键活化反应

1.4.1 酚氧化物邻位导向的 C-H 键活化芳基化反应

1.4.2 酚氧化物邻位导向的 C-H 键活化烯基化反应

1.4.3 酚氧化物邻位导向的 C-H 键活化酰基化反应

1.4.4 其它的酚氧化物邻位导向的 C-H 键活化反应

1.5 本课题研究内容

第2 章钯催化芳基磺酸酯的环丁烷化反应

2.1 前言

2.2 实验部分

2.2.1 实验仪器与试剂

2.2.2 实验原料的合成

2.2.3 芳基环丁烷化合物的合成

2.3 实验结果与讨论

2.3.1 芳基三氟甲磺酸酯环丁烷化反应的条件优化

2.3.2 芳基三氟甲磺酸酯环丁烷化反应的底物拓展

2.3.3生物活性分子的环丁烷化反应和克级放大反应

2.3.4 芳基对甲苯磺酸酯环丁烷化反应的条件优化

2.3.5 芳基对甲苯磺酸酯环丁烷化反应的底物拓展

2.3.6 芳基甲磺酸酯环丁烷化反应的条件优化

2.4 本章小结

2.5 结果表征

第3 章钯催化降冰片烯的芳基炔基化反应

3.1 前言

3.2 实验部分

3.2.1 实验试剂

3.2.2 实验原料的合成

3.2.3 2,3-双取代降冰片烯的合成

3.3 实验结果与讨论

3.3.1 2,3-双取代降冰片烯合成反应的条件优化

3.3.2 2,3-双取代降冰片烯合成反应的底物拓展

3.4 本章小结

3.5 结果表征

结论与展望

1．结论

2．展望

参考文献

致 谢

附录A 硕士期间所发表的学术成果

附录B 部分产物的 1H NMR 和 13C NMR 谱图