β-硝基苯乙烯与N，N-二溴乌来糖的氨溴加成反应研究

论文摘要

氨卤化反应是在双键上同时加上氨基和卤素而使其转变为邻位的氨卤化产物的重要反应。所得到的邻位卤胺加成产物是有机化学和药物化学的重要中间体,该加成产物经过分子内或分子间的亲核取代反应可方便地转化成取代的氨基酸或氮杂环丙烷类等化合物,可以进一步转化成氨基醇、二氨基类等重要的功能化合物,所以有关邻位卤氨类化合物的研究工作对生物化学及药物化学的研究具有相当重要的意义,已成为近40年来有机合成研究的热点课题之一。到目前为止关于氨卤加成反应的研究主要集中在以下几个方面：1.寻找新的卤素源和氮源；2.发现新的高效的催化剂；3.发现适合于氨卤加成反应的底物；4.氨卤加成的不对称合成等。目前,氨卤化反应研究的底物主要集中在简单烯烃,肉桂酸酯类,查尔酮类化合物,不饱和腈上,而以不饱和硝基化合物底物的氨卤化反应研究还不多。β—硝基苯乙烯类的氨卤加成产物是一种邻位上含有两个N原子的化合物,该产物是制备邻位二胺的重要中间体。针对以上研究情况,本文以β-硝基苯乙烯及其衍生物为底物,探索其双键上的氨卤加成反应为目的,建立了以N,N-二溴氨基甲酸乙酯为氮源/溴源,以CH3CN为溶剂的β-硝基苯乙烯的氨溴加成反应新体系,该体系具有反应条件温和、操作简单、反应选择性好、适应范围宽、产物具有绝对的区域选择性等特点。应用该方法合成了21种β-硝基烯的氨溴加成产物,并对影响氨卤化加成反应的因素进行了研究,在实验结果的基础上,提出了该反应的可能机理。第1章综述了氨卤化反应的研究进展,分别概括了氨卤化反应的研究意义；不同的氮/卤源,催化剂,底物的氨卤化反应研究情况；本论文的选题依据和研究意义。第2章本课题的实验设计及实验探索。主要合成了用于氨卤化反应研究的21种具有代表性的β-硝基苯乙烯类化合物,设计合成了相关的氮源/卤素源,并且对该类β-硝基苯乙烯类化合物氨卤加成反应进行了实验探索。第3章建立了以N,N-二溴氨基甲酸乙酯为溴/氮源的β-硝基苯乙烯衍生物的氨卤加成反应新方法。以硝基甲烷为原料合成的β-硝基苯乙烯为底物时,以CH3CN为溶剂,在室温下,建立了无催化的氨卤加成反应新体系。以硝基乙烷为原料合成的β-甲基-β-硝基苯乙烯为底物时,以CH3CN为溶剂,在室温下,建立了在K2CO3催化下的氨卤加成反应新体系。实验结果表明,该反应的反应速度、反应的收率与反应底物的结构有关。对于苯环上连有吸电子基团的底物,其氨卤加成反应快,收率高,最高可达到97%；对于苯环上连有给电子基团的底物其反应速度慢,收率相对较低。当硝基乙烷为原料合成的β-硝基苯乙烯为底物时,由于β位上有一个甲基,增加了双键上的空间位阻而使氨卤加成反应活性大大降低,例如在无催化剂下,以β-甲基-β-硝基苯乙烯为底物时,收率只有48%。但是该反应在20%K2CO3催化下,收率可提高到71%。本文选用N,N-二溴氨基甲酸乙酯为氮源和卤素源,建立的常温常压下β-硝基苯乙烯类化合物的氨溴化反应操作简便,反应条件温和,反应收率高,有很高的区域选择性。通过元素分析,1HNMR,13C NMR及单晶衍射等表征手段对所加成的产物结构进行了确证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 综述
• 1.1 引言
• 1.2 氨卤化反应的研究意义
• 1.3 氨卤化反应的研究进展
• 1.3.1 不同氮/卤源的氨卤化反应研究
• 1.3.2 不同催化剂的氨卤化反应研究
• 1.3.3 不同底物的氨卤化反应研究
• 1.4 论文的选题依据及研究意义
• 第2章 实验设计及实验探索
• 2.1 主要原料
• 2.1.1 主要试剂
• 2.1.2 主要仪器
• 2.1.3 β-硝基苯乙烯化合物的合成
• 2.1.4 N,N-二溴氨基甲酸乙酯的合成
• 2.2 实验探索
• 2.3 小结
• 第3章 不饱和硝基化合物的氨溴化反应研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 β-硝基苯乙烯类化合物与N,N-二溴代氨基甲酸乙酯（DBU）的反应条件的优化
• 3.2.2 不饱和硝基化合物氨溴化反应及产物结构表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 结构对β-硝基苯乙烯反应活性的影响
• 3.3.2 结构对β-甲基β-硝基苯乙烯反应活性的影响
• 3.3.3 两类不同硝基苯乙烯反应活性的差别
• 3.3.4 反应中的一些反常现象
• 3.3.5 可能的反应机理
• 3.4 小结
• 总结
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 硕士期间的科研成果