N－芳基－3－螺环－β－内酰胺的区域专一性β－内酰胺开环再环合反应 ——合成3－螺环－4（1H）－喹啉酮

论文摘要

长久以来，β-内酰胺作为抗生素和酶抑制剂的生物医药价值一直都备受瞩目，同时由于结构中2-氮杂环丁酮的环张力和断键的选择性，使其可作为合成多种有价值的有机分子的合成中间体，例如，β-内酰胺可以用于合成α-和β-氨基酸，生物碱类，以及其他杂环化合物和复杂的天然产物等。现在已知的合成螺环内酰胺的策略主要是利用烯酮和亚胺的环加成反应，β-氨基酸和β-官能化的酰胺的环化反应，以及氮杂环丁酮上取代基的转化等。虽然现在已经有许多合成3-螺环-β-内酰胺的方法，但是特定的合成3-螺环丙基-β-内酰胺的方法还是有限的。由布朗斯特酸或者路易斯酸促进的N-芳基-β-酰胺的区域选择性N1-C2开环再环合反应（分子内酰基迁移）是一种非常有用的化学转化，因为它提供了一种原子经济性的合成4（1H）-喹啉酮的方法。到目前为止，虽然这个有机转化已经得到了发展和利用，但是仍然需要进一步的研究，特别是催化体系的改进上。另一方面，3-螺环喹啉酮是一类令人感兴趣的喹啉酮衍生物，但是由于缺少有效的合成方法，针对这类化合物的药物及生物活性研究进展非常有限。我们实验室多年以来一直从事杂环化合物的合成研究工作。从廉价易得的β-羰基酰胺类化合物出发，利用环境友好、价格低廉的铁盐作为催化剂，我们实验室已经报道了多种铁催化的杂环化合物的新合成反应，作为这一研究方向的延续，我们开展了铁盐催化3-螺-β-内酰胺的选择性开环反应研究，并取得了有意义的研究成果。本论文的研究工作主要包括以下两个方面：1.利用一锅法，合成了N-芳基-3-螺环-β-内酰胺。2.探究N-芳基-3-螺环-β-内酰胺的区域专一性的β-内酰胺开环再环合反应，发现铁盐和质子酸结合的催化剂体系可以实现该反应。并提出了超酸催化的机制来解释该选择性反应。总之，我们利用一锅法合成了N-芳基-3-螺环-β-内酰胺，并且首次实现了其由路易斯酸-布朗斯特酸联合催化的区域专一性的β-内酰胺开环再环合反应，从而提供了一种新颖的、有效的合成3-螺环-4（1H）-喹啉酮的方法。并且提出了一种可能的超酸催化机理。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 一 螺环内酰胺的合成方法
• 二 螺环-β-内酰胺的开环反应
• 三 论文题目的选择
• 参考文献
• 第二章 N-芳基-3-螺环-β-内酰胺的合成
• 一 引言
• 二 实验部分
• 三 小结
• 四 结构表征
• 参考文献
• 第三章 由路易斯酸-布朗斯特酸联合催化的N-芳基-3-螺环-β-内酰胺的开环再环合反应合成3-螺环-4（1H）-喹啉酮
• 一 引言
• 二 实验部分
• 三 小结
• 四 结构表征
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 在学期间公开发表论文情况