發(fā)布時間：2019-03-19 19:13

【摘要】：傳統(tǒng)的C-X(X=C,N,O,S,P…)鍵的構建,常需要有機鹵化物和有機金屬試劑,大多數(shù)參與反應的底物均需要預先官能團化,而制備這些底物通常要經(jīng)過多步的反應和嚴苛的反應條件,并且所得的產(chǎn)物化學選擇性很低且伴隨著很多副產(chǎn)物的產(chǎn)生。因此,實現(xiàn)化合物之間高效,高化學選擇性,且反應條件溫和的轉(zhuǎn)化是當代有機化學的重要內(nèi)容。隨著科學技術的迅猛發(fā)展,傳統(tǒng)C-X鍵構建的弊端得到了極大的改善,直接對C-H鍵進行功能化便成為傳統(tǒng)C-X鍵的構建的極具吸引力的選擇之一。利用這一方法,可以省去復雜的反應過程,用簡單易得的化合物出發(fā)直接得到目標產(chǎn)物,而且除了具有原子經(jīng)濟的優(yōu)點以外,還可以節(jié)約能源和時間,減少反應過程中的毒性副產(chǎn)物,大幅度提高了合成效率。因此,C-H鍵的功能化便成為化學家們高度關注的研究領域之一。雜環(huán)化合物作為一類重要的有機化合物廣泛的存在于自然界中,并且與生命科學及材料科學有著十分密切的聯(lián)系。目前,大多數(shù)醫(yī)藥,農(nóng)藥,印染材料等組分全部或者部分都是雜環(huán)化合物。因此,探索簡單高效,綠色環(huán)保的合成雜環(huán)化合物的方法是有機化學中意義重大的課題之一。我們課題組在過渡金屬/碘參與C-H鍵的功能化領域做了些探索性工作,另外在合成多取代含N雜環(huán)化合物方向也做了些方法研究,主要包括以下四個部分:第一部分:碘參與C(sp~2)-H鍵的功能化及C-S鍵的構建方法研究有機硫化物作為有機合成中重要的底物,廣泛的用于合成功能材料、生化材料以及藥物分子等。在過去的數(shù)十年間,許多不同種構建C-S鍵的方法已經(jīng)被報導了。在這里,我們以N,N-二甲基苯胺和磺酰肼作為底物在碘和三氟乙酸共同作用下成功的完成了C(sp~2)-H鍵的功能化,并構建了C-S鍵。該反應具有很高底物兼容性,而且得到目標產(chǎn)物具有較高的產(chǎn)率和化學選擇性。第二部分:碘/Ag F_2參與的多取代二甲基喹啉C(sp~3)-H鍵的鹵化方法研究含有鹵原子的有機分子是一類重要的化合物,廣泛的應用于藥物化學,農(nóng)藥化學和功能材料科學等領域。在這里,我們首先用分子碘對二甲基喹啉的C(sp~3)-H鍵進行了功能化,得到了碘代的產(chǎn)物,接著在Ag F_2參與下,通過鹵素交換的方法對碘代的二甲基喹啉進行了氟化。這些反應具有底物兼容性,高化學選擇性以及高產(chǎn)率等優(yōu)點,為C(sp~3)-I/F鍵的構建提供了簡單可行的策略。第三部分:Cu/O_2催化氧化下多取代喹啉的合成方法研究喹啉類衍生物因為其特殊的物理化學性能,生物活性以及藥理學價值而受到科學家們高度的關注。在過去的數(shù)十年間,有很多經(jīng)典的合成喹啉的方法被報道了。而Cu/O_2催化氧化體系作為一類經(jīng)典的構建雜環(huán)化合物的反應體系也受到了科學家們的關注。在這里,我們利用CuCl_2·2H_2O和氧氣分別作為催化劑和氧化劑,以2-苯乙烯基苯胺和二甲基喹啉為原料合成了多取代的喹啉。該方法反應底物簡單易得,底物兼容性良好,為喹啉的構建提供了又一簡單有效的方法。第四部分:無金屬催化合成多取代噌啉的方法研究我們用亞硝酸叔丁酯與2-苯乙烯基苯胺為反應物,合成了多取代的噌啉。在這個反應過程中,亞硝酸叔丁酯既作為作為氧化劑,又提供N原子用于構建C-N鍵和N-N鍵。該反應以環(huán)境友好的乙醇作為溶劑,沒有使用金屬催化劑,并且無毒副產(chǎn)物產(chǎn)生。除此之外,該反應對底物具有很好的兼容性,且得到的目標產(chǎn)物具有很高的產(chǎn)率。
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【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O626

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本文編號：2443815