亚铜催化的分子内活泼亚甲基以及羰基化合物烯醇氧烯基化反应的研究

论文摘要

CuI催化的Ullmann反应是有机合成中常用的形成C-X （X=N,O, S etc）键的手段,由于其反应条件温和,环境友好,便于实验室操作以及其良好的经济性,Ullmann反应在近些年受到了有机化学家们的高度关注。本论文主要是在分子内Ullmann反应领域内,通过活泼亚甲基以及羰基烯醇氧的分子内烯基化反应合成了官能团化的亚甲基环丁烷类化合物,γ-内酰胺以及多取代呋喃类化合物。全文共分三个部分：1.我们首先通过合适的底物考察了分子内活泼亚甲基化合物的4-exo反应。当以溴代丙二酸酯类型底物进行反应时,在以10 m0l%CuI为催化剂,40 mol% L-proline为配体,3当量碳酸铯做碱为最优反应条件,通过在不同溶剂中回流,首次实现了分子内活泼亚甲基的4-exo环合,得到相应的亚甲基环丁烷类化合物,对于双键带取代基的底物,双建构型得以保持。该反应条件同样适用于5-exo以及5-endo环合。通过同一分子内4-exo与5-exo的竞争反应,证明了分子内活泼亚甲基碳烯基化反应的优先性为：4-exo> 5-exo。对于氰基乙酸乙酯类型的底物,我们通过对反应条件的再优化,实现了该类型底物的分子内4-exo和5-exo环合。说明对于不同类型的活泼亚甲基,反应所需要的条件是不完全相同的。2.在上面工作的基础上,我们通过合理设计底物,利用分子内活泼亚甲基的烯基化反应进行了五元环内酰胺的合成的研究。我们以10 mol%CuI为催化剂,40 m0l%3,4,7,8-四甲基-1,10-邻菲咯啉为配体,3当量碳酸铯做碱,在THF中50℃下反应为最优反应条件,应用分子内活泼亚甲基碳烯基化反应,实现了五元环内酰胺的合成。在实现季碳构筑的同时,我们通过采用手性BINAP做为配体,能够以5%的ee值得到环合产物,这显示了该方法在不对称领域的应用前景。3.随后,我们还开展了单羰基化合物烯醇氧分子内烯基化反应的研究。我们以10mol% Cul为催化剂,20 mol%3,4,7,8-四甲基-1,10-邻菲咯啉为配体,2当量碳酸铯做碱为最优反应条件,在不同溶剂下回流反应为最优反应条件,应用分子内烯醇氧烯基化反应,实现了呋喃类化合物的合成。通过同分子内exo环合与endo环合底物的竞争反应,我们了解到,对于该类反应,羰基烯醇氧发生分子内C-O键的偶联反应时,更倾向于endo类型的环合。另外,对于烯基氯代物以及六元环底物的反应,我们也取得了令人满意的结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 Ullmann反应的影响因素
• 1.2 Ullmann反应可能的机理
• 1.3 Ullmann反应中C-C键偶联以及烯醇氧的C-O键偶联反应
• 1.4 本论文工作目的和研究目标
• 第2章 CuI催化的分子内活泼亚甲基烯基化反应研究
• 2.1 研究背景及工作设想
• 2.2 实验结果和讨论
• 2.3 反应机理的讨论
• 2.4 本章小结
• 第3章 分子内碳烯基化合成内酰胺反应的研究
• 3.1 研究背景及工作设想
• 3.2 实验结果和讨论
• 3.3 本章小结
• 第4章 分子内烯醇氧烯基化合成呋喃环反应的研究
• 4.1 研究背景及工作设想
• 4.2 实验结果和讨论
• 4.3 反应机理的讨论
• 4.4 本章小结
• 全文总结
• 实验部分
• 参考文献
• 已知化合物一览表
• 新化合物数据一览表
• 发表及待发表文章目录
• 致谢
• 代表性化合物谱图
• 卷内备考表