發(fā)布時間：2021-08-19 07:53

　　在人類認識化學規(guī)律的基本活動中,對于碳氫鍵活化的研究為化學家們提供了眾多修飾已有分子結(jié)構(gòu)的方法和思路,極大地豐富著他們的物質(zhì)基礎(chǔ)。盡管碳氫鍵普遍存在于人類的物質(zhì)世界中,但大多數(shù)碳氫鍵是化學惰性的,這使得有關(guān)于碳氫鍵官能團化的研究具有一定的挑戰(zhàn)性。加之由此連帶的區(qū)域選擇性的出現(xiàn),更是進一步地導致這一研究領(lǐng)域成為化學研究中的“明星課題”。與此同時,作為選擇性地在所期望的位點實現(xiàn)結(jié)構(gòu)修飾的突破口,導向基團的輔助作用獲得了很多關(guān)注。在以往的研究報道中,以氰基、羧基、吡啶基等作為導向基團的選擇性活化反應(yīng)策略被大量開發(fā)出來。相比之下,使用氮雜吲哚作為導向基團的碳氫活化研究并不多見。另一方面,苯磺�；鶑V泛分布于生物活性分子中,通常以磺酸鹽和磺酰胺的形式存在,比如,已經(jīng)實現(xiàn)市售的藥物阿佐塞米和磺胺甲噁唑。就底物而言,目前還沒有關(guān)于苯磺酸衍生物的鄰位碳氫鍵活化的研究報道。我們以7-氮雜吲哚作為導向基團完成了苯磺基的鄰位烯烴化過程。該方法具有導向基團容易獲取、產(chǎn)率良好、反應(yīng)體系簡單、底物適用性范圍廣以及鄰位選擇性專一的特點。本論文第一章將以對比的方式著重回顧鐵催化和鈀催化下的碳氫鍵活化研究工作,并在第二章... 

【文章來源】：蘭州大學甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：167 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

鐵類無機格氏試劑催化偶聯(lián)反應(yīng)基于上述前人的相關(guān)工作，就職于德國馬克斯普朗克煤炭研究所的Alois

蘭州大學碩士學位論文鈀（Ⅱ）催化下以氮雜吲哚為導向基的鄰位C-H鍵烯烴化研究3乎等同的效果，因此考慮到Fe(acac)3價廉又不易于吸潮的特點，他們將其選定為最優(yōu)方案。值得一提的是，如果采用二級烷基格氏試劑進行偶聯(lián)反應(yīng)，他們通過篩選推薦使用鐵催化劑c(圖-2)；而乙烯基、烯丙基以及苯基格氏試劑作為偶聯(lián)試劑進行偶聯(lián)反應(yīng)時結(jié)果較為復雜。其中，乙烯基與烯丙基格氏試劑與底物對氯苯甲酸甲酯并不能發(fā)生反應(yīng)，而苯基格氏試劑參與的反應(yīng)最終也只能獲得少量的目標偶聯(lián)產(chǎn)物，產(chǎn)物主要以苯基格氏試劑的氧化二聚體聯(lián)苯為主。最后他們率先將這一催化體系應(yīng)用于天然產(chǎn)物的合成中，并且成功獲得合成海生細胞毒素(Montipyridine，2)所需的中間體1(圖-2，b)。圖-2：Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)鹽催化下的偶聯(lián)反應(yīng)在2000年，Nakamura[14]等人對烯烴的碳金屬化反應(yīng)中所涉及的立體化學性質(zhì)進行深入研究，首次采用具有手性的鐵配合物對該過程進行催化，并由此創(chuàng)造性地實現(xiàn)了經(jīng)鐵催化的不對稱交叉偶聯(lián)反應(yīng)(圖-3)。在他們的這項研究工作中，手性配體的使用在該領(lǐng)域尚屬首例，而且在此之前的研究報道中也沒有開發(fā)出行之有效的適用于鐵類催化劑的手性配體。其次，對配體進行篩查之后作者發(fā)現(xiàn)，除了p-tol-BINAP這類手性膦配體，其他具有雙齒的膦配體也能使該反應(yīng)順利進行，只是對映選擇性有所降低。有意思的是，該反應(yīng)速率取決于膦配體的結(jié)構(gòu)：雙齒膦配體下的反應(yīng)速率高于單齒膦配體下的反應(yīng)。最后作者認為，這種鐵催化體系對烯烴化合物的碳金屬化過程是有促進意義的，并且這種新穎的適用于鋅-鐵雙金屬催化劑的軟膦/硬二胺(TMEDA,四甲基乙二胺)配體體系為進一步發(fā)展由鐵催化的對映選擇性合成展示了一個明朗的發(fā)展前景。至此，使用鐵催化劑進行的偶聯(lián)反應(yīng)

蘭州大學碩士學位論文鈀（Ⅱ）催化下以氮雜吲哚為導向基的鄰位C-H鍵烯烴化研究4底物的交叉偶聯(lián)，這種策略具有更高的效率和原子經(jīng)濟性，在很大程度上為人們打開了對于碳碳鍵構(gòu)建的新思路，并且掀開了定向直接活化碳氫鍵的新篇章。圖-3：鐵催化烯烴碳金屬化反應(yīng)在2006年初，前文所提及的課題組在研究鄰溴吡啶與苯基鋅試劑之間的偶聯(lián)反應(yīng)時意外獲得2-吡啶聯(lián)苯這種副產(chǎn)物(圖-4)，但當時他們認為在如下所示的給定條件下并無可能得到這樣的產(chǎn)物。經(jīng)過仔細研究他們發(fā)現(xiàn)實現(xiàn)這一變化是由于氧化劑介入其中，而反應(yīng)所需要的氧化劑來自于從燒瓶破裂處泄漏進來的空氣，此外還發(fā)現(xiàn)1,10-菲啰啉可作為實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變所需的良好配體。由含氮導向基團與過渡金屬通過螯合配位的作用方式牽制引導著碳氫鍵活化過程在位置相對利好的位點進行。至此，一個偶然的失誤為人們帶來了螯合導向碳氫鍵活化的新策略，困擾人們很久的區(qū)域選擇性問題也隨之有了新思路。介于過渡金屬催化下的碳氫鍵活化策略所帶來的良好優(yōu)勢，以及在復雜天然產(chǎn)物的后期結(jié)構(gòu)修飾上所展現(xiàn)出來的潛力[22]，鐵催化下的定向碳氫鍵活化成為該領(lǐng)域新熱點。圖-4：鐵催化芳基化反應(yīng)中的意外發(fā)現(xiàn)兩年后，該課題組繼而發(fā)表了首例由導向基團定向芳基化的研究報道[23]。如圖-5中所展示的實驗數(shù)據(jù)，以萘喹啉作為反應(yīng)底物時，可獲得產(chǎn)率高達99%的C-10位芳基化產(chǎn)物(圖-5，a)。當他們把這種催化體系應(yīng)用于鄰苯基吡啶的芳基化反應(yīng)時，只觀察到了苯環(huán)鄰位的芳基化，并且這種轉(zhuǎn)化對空間位阻較為敏感(圖-5，b)：如果底物苯環(huán)的對位被其他基團取代時，無論取代基是給電子或吸電子的，最終都會獲得單芳基化和雙芳基化兩種產(chǎn)物，反應(yīng)效果平穩(wěn)并且總產(chǎn)率良好。而如果其間位被甲基取代，芳基化反應(yīng)只會在與甲


本文編號：3351023