铑催化芳烃碳氢键活化及铜、铁催化的烯烃双官能团化反应

摘要

近年来，过渡金属催化的碳氢键官能团化反应取得了迅猛发展，已成为合成天然产物和功能分子高效直接的方法。特别是新型三价铑催化剂由于其突出的催化活性、宽泛的底物范围及较好的官能团容忍性等优点在近期的C-H键活化反应中受到了广泛的关注。此外，过渡金属催化烯烃双官能团化反应也是近期有机化学中的研究热点。本论文主要开展了包括三价铑催化的芳烃碳氢键活化反应以及铁、铜催化的烯烃双官能团化反应方面的研究工作。主要内容包括:
　　1.发展了水相中三价铑催化碳氢键活化与芳基硅烷之间进一步的芳基化反应。该反应具有较高的反应活性，宽泛的底物范围，良好的官能团容忍性并以极好的产率得到相应的偶联产物。此外，我们还发展了有机相中三价铑催化碳氢键活化与有机硅烷之间的苄基化和烯内基化反应。苄基化反应同样具有较高的反应活性和宽泛的底物范围。但烯丙基化反应底物范围较窄，只得到中等收率的目标产物。同时，我们还对反应的动力学同位素效应进行了研究，提出了反应可能进行的机理。
　　2.发展了铁催化下方便易得的二氯甲烷和四氯化碳作为氯甲基源的活化烯烃的芳基氯甲基化反应。该方法使用了二芳基高价碘试剂作为氧化剂引发产生氯甲基化的自由基。自由基捕捉实验证实了该反应是涉及自由基的历程。该反应对许多具有合成价值的官能团显示出良好的容忍性并以较高的产率合成了系列具有生物活性的氯甲基化的1，3-二氢吲哚-2-酮衍生物。
　　3.使用高价碘叠氮试剂作为叠氮基源发展了温和条件下铜催化烯烃的邻位氧叠氮化和双叠氮化反应。该反应具有良好的官能团容忍性以较好的产率合成系列功能化的烷基叠氮化合物。另外，我们对该反应的适用性进行了进一步拓展，成功实现了复杂分子的双官能团化反应。同时，对目标产物进行几种衍生化反应进一步证明了该反应在有机合成中的价值。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 三价铑催化的C-H键活化反应研究进展

1．2．1 芳基化反应

1．2．2 烯基化反应

1．2．3 炔基化反应

1．2．4 酰基化反应

1．2．5 烯丙基化反应

1．2．6 氰化反应

1．2．7 胺化反应

1．2．8 C-S、C-X生成反应

1．3 铜催化烯烃双官能团化反应研究进展

1．4 铁催化烯烃双官能团化反应研究进展

参考文献

第二章 铑(Ⅲ)催化C-H键活化与有机硅试剂偶联反应

2．1 引言

2．2 铑催化C-H键活化与芳基硅烷偶联反应

2．2．1 铑催化C-H键活化与芳基硅烷偶联反应的条件优化

2．2．2 铑催化C-H键活化与芳基硅烷偶联反应的底物扩展

2．2．3 铑催化C-H键活化与芳基硅烷偶联反应的机理研究

2．3 铑催化C-H键活化与苄基及烯丙基硅烷的偶联反应

2．3．1 铑催化C-H键活化与苄基及烯丙基硅烷反应的条件优化

2．3．2 铑催化C-H键活化与苄基及烯丙基硅烷反应的底物扩展

2．3．3 铑催化C-H键活化与苄基及烯丙基硅烷反应的机理研究

2．4 铑催化C-H键活化与有机硅烷试剂偶联反应的实验部分

2．4．1 原料的制备

2．4．2 水相中铑催化C-H键活化与芳基硅烷偶联反应的实验步骤

2．4．3 合成2-芳基吲哚反应的实验步骤

2．4．4 铑催化C-H键活化与芳基硅烷偶联反应的动力学实验

2．4．5 铑催化C-H键活化与苄基硅烷偶联反应的实验步骤

2．4．6 铑催化C-H键活化与烯丙基硅烷偶联反应的实验步骤

2．5 目标化合物的波谱数据

2．6 本章小结

参考文献

第三章 铁催化活化烯烃的芳基多氯甲基化反应

3．1 引言

3．2 铁催化活化烯烃的芳基多氯甲基化反应

3．2．1 铁催化活化烯烃的芳基二氯甲基化反应的条件优化

3．2．2 铁催化活化烯烃的芳基二氯甲基化反应的底物拓展

3．2．3 铁催化活化烯烃的芳基三氯甲基化反应的底物拓展

3．3 铁催化活化烯烃的芳基多氯甲基化反应的机理研究

3．4 实验部分

3．4．1 原料的制备

3．4．2 铁催化活化烯烃的芳基二氯甲基化反应的实验步骤

3．4．3 铁催化活化烯烃的芳基三氯甲基化反应的实验步骤

3．5 目标化合物的波谱数据

3．6 本章小结

参考文献

第四章 铜催化烯烃的氧叠氮化和双叠氮化反应

4．1 引言

4．2 铜催化烯烃的氧叠氮化反应

4．2．1 铜催化烯烃的氧叠氮化反应的条件优化

4．2．2 铜催化烯烃的双叠氮化反应的底物拓展

4．3 铜催化烯烃的双叠氮化反应

4．3．1 铜催化烯烃的双叠氮化反应的条件优化

4．3．2 铜催化烯烃的双叠氮化反应的底物拓展

4．4 目标化合物的实用性拓展反应

4．5 铜催化烯烃的氧叠氮和双叠氮化反应的机理研究

4．6 实验部分

4．6．1 原料的制备

4．6．2 铜催化烯烃的氧叠氮化反应的实验步骤

4．6．3 铜催化烯烃的双叠氮化反应的实验步骤

4．6．4 实用性拓展反应的实验步骤

4．7 目标化合物的波谱数据

4．8 本章小结

参考文献

在读期间发表的学术论文与取得的研究成果

致谢