本文選題：碳氫鍵活化　切入點：雙齒導(dǎo)向基　出處：《浙江大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：碳氫鍵直接官能團化為制備有機化學(xué)中各種用途廣泛的結(jié)構(gòu)單元,提供了直接而原子經(jīng)濟的可選途徑。然而,與已得到深入研究的C(sp2)-H鍵活化相比,實現(xiàn)C(sp3)-H鍵活化仍然是一個挑戰(zhàn),而位阻更大的亞甲基C(sp3)-H鍵更是其中的難點。在導(dǎo)向策略的指引下,本論文設(shè)計了新型2-吡啶基異丙基酰胺(簡稱PIP酰胺)雙齒導(dǎo)向基,并系統(tǒng)性地研究了它在Pd(Ⅱ)催化的亞甲基C(sp3)-H鍵直接官能團化方面的反應(yīng)活性和機理,具體包括以下內(nèi)容：1.鈀催化C(sp3)-H鍵依次單芳基化/酰胺化合成手性α-氨基-β-內(nèi)酰胺該研究以新發(fā)展的雙齒配位的PIP酰胺為導(dǎo)向基,發(fā)展出首例用C(sp3)-H鍵活化實現(xiàn)α-氨基-β-內(nèi)酰胺的立體選擇性合成方法。這類在合成化學(xué)和藥學(xué)領(lǐng)域十分重要的產(chǎn)物,是通過對簡單易得的丙氨酸衍生物進行Pd(Ⅱ)催化c(sp3)-H鍵依次單芳基化/酰胺化反應(yīng)得到的。該方法具有較好的官能團耐受性,同時,芳基化步驟具有可控的單選擇性,酰胺化步驟具有很好的化學(xué)選擇性和立體選擇性。2.鈀催化C(sp3)-H鍵芳基化合成非天然氨基酸該研究通過PIP酰胺導(dǎo)向的Pd(Ⅱ)催化的C(sp3)-H鍵官能團化,包括對甲基、亞甲基和芐位C(sp3)-H鍵的單芳基化,實現(xiàn)了非天然β-芳基-α-氨基酸的立體選擇性合成。對丙氨酸衍生物β-甲基的單芳基化,為一系列苯丙氨酸衍生物的合成提供了有效途徑,而接下來若在新形成的芐位進行芳基化,則以程序化的方式實現(xiàn)了β,β-雙芳基-α-氨基酸的非對映異構(gòu)選擇性合成。機理研究表明N,N'-二甲基丙烯基脲能促進甲基C(sp3)-H鍵活化,而氟化銅提高了單選擇性。此外,本研究還分離和表征了一些Pd(Ⅱ)中間體,針對其反應(yīng)活性的研究表明它們在伯碳和仲碳C(sp3)-H芳基化兩種情況下都是催化循環(huán)中可能的反應(yīng)活性中間體。3.鈀催化脂肪酸的惰性亞甲基C(sp3)-H鍵芳基化該研究用溴代芳烴和碘代芳烴兩類不同的芳基試劑,實現(xiàn)了Pd(Ⅱ)催化的脂肪族酰胺亞甲基C(sp3)-H鍵的芳基化。該方法在鹵代芳烴和脂肪族酰胺兩方面都具有很好的活性和官能團耐受性,為合成β-芳基取代的羧酸衍生物的提供了新途徑。4.鈀催化惰性亞甲基C(sp3)-H鍵氟化反應(yīng)手性β-氟代-α-氨基酸本章闡述了首例經(jīng)由內(nèi)球機理的Pd(Ⅱ)催化亞甲基C(sp3)-H鍵直接氟化反應(yīng)。該方法從商品化的α-氨基酸出發(fā),為一系列β-氟代-α-氨基酸的合成提供了簡潔的,高位點和非對映異構(gòu)選擇性的途徑。室溫下,所分離得到的Pd中間體只需5-10分鐘就能完成化學(xué)計量的氟化反應(yīng),展示出合成同位素化學(xué)領(lǐng)域有價值的18F標記的氨基酸的潛力。機理研究數(shù)據(jù)與C-F鍵由高價鈀中間體直接還原消除的機理一致。該方法可能用于合成新型多肽類藥物和探針,在藥物學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。
[Abstract]:The direct functional groups of hydrocarbon bonds have been transformed into structural units of a wide variety of applications in organic chemistry, providing a direct and atomic economical alternative. However, compared with the C(sp2)-H bond activation, which has been studied in detail, It is still a challenge to activate the C(sp3)-H bond, and the methylene C(sp3)-H bond with higher steric resistance is one of the difficulties. Under the guidance of the guidance strategy, a novel 2-pyridyl isopropyl amide (PIP amide) bicententate guiding base is designed in this paper. The reaction activity and mechanism of PD (鈪，

本文編號：1692273