π酸-σ酸金屬接力催化串聯(lián)反應(yīng)：多取代雜環(huán)的高效合成研究.pdf

1、如何提高化學(xué)反應(yīng)合成效率，提高原子利用率，實現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的“原子經(jīng)濟(jì)性”和“反應(yīng)步驟的經(jīng)濟(jì)性”一直是合成化學(xué)家面臨的永恒的課題。串聯(lián)反應(yīng)模式可以不經(jīng)過中間體的分離和提純，通過簡單易得的原料一鍋法構(gòu)建多個新化學(xué)鍵，具有原子與步驟的經(jīng)濟(jì)性，因此在創(chuàng)造新穎的化學(xué)轉(zhuǎn)化中有著更大的潛能。本論文基于串聯(lián)反應(yīng)的優(yōu)勢，我們發(fā)展了兩部分內(nèi)容:
　　1.利用π酸/σ酸金屬接力催化串聯(lián)反應(yīng)高效合成雜環(huán);
　　2.JWang's新型串聯(lián)反應(yīng)在氮橋頭雜

2、環(huán)化合物合成的應(yīng)用研究。
　　論文第一部分主要研究了Au(Ⅰ)/Yb(OTf)3雙金屬接力催化合成一系列含氮螺環(huán)化合物，其可以作為很多天然產(chǎn)物，藥物分子和農(nóng)用化學(xué)品的重要結(jié)構(gòu)單元。我們以炔醇或炔磺酰胺類化合物作為底物，π酸金屬催化劑Ph3PAuNTf2活化碳碳三鍵，發(fā)生分子內(nèi)5-exo-dig親核環(huán)化得到活性烯醇醚或烯胺中間體。σ酸金屬催化劑Yb(OTf)3與兩個酯羰基螯合配位，催化2，2-二酯基取代的氮雜環(huán)丙烷發(fā)生選擇性地C-C

3、鍵異裂得到活性亞甲胺葉立德中間體，兩個活性中間體發(fā)生高非對映選擇性地[3+2]偶極環(huán)加成反應(yīng)得到一系列期望的螺環(huán)化合物。同時也進(jìn)行了不對稱Au(Ⅰ)/路易斯酸雙金屬接力催化的嘗試，目前結(jié)果雖然只有中等的ee值，但是也為實現(xiàn)其不對稱催化版本提供了理論可能性。
　　然后研究了Zn(Ⅱ)以及Zn(Ⅱ)/Sc(Ⅲ)接力催化的串聯(lián)反應(yīng)合成噁唑類衍生物。眾所周知，噁唑衍生物是一類具有重要生理活性和藥用價值的雜環(huán)化合物，發(fā)展一種通用簡潔的合成方

4、法具有重大研究意義。我們以炔丙酰胺類化合物作為底物，通過π酸金屬催化劑Zn(OTf)2與碳碳三鍵π電子配位，活化三鍵，發(fā)生分子內(nèi)5-exo-di親核環(huán)化生成活性噁唑啉中間體。同時Zn(OTf)2還可以作為σ酸金屬催化劑活化烯丙基醇生成烯丙基碳正離子中間體，兩者發(fā)生烯丙基取代反應(yīng)生成烯丙基噁唑衍生物，進(jìn)一步在Yb(OTf)3和DDQ的氧化條件下得到共軛二烯噁唑衍生物，其是一類具有AIE效應(yīng)的分子，可以作為潛在的光學(xué)材料。噁唑啉中間體還可以

5、與σ酸金屬催化劑Sc(OTf3活化的芳香醛發(fā)生羰基-烯反應(yīng)生成噁唑醇類化合物。
　　論文第二部分主要研究了利用JWang's串聯(lián)反應(yīng)合成了一系列5-氰基吡唑并[1，5-a]吡啶類化合物和7-氰基中氮茚類化合物，進(jìn)一步拓展了JWang，s串聯(lián)反應(yīng)的適用范圍。含有吡唑并[1，5-a]吡啶和中氮茚骨架的化合物廣泛存在于天然產(chǎn)物，藥物分子和光電材料中，是其發(fā)揮效用的核心單元。我們分別以1H-吡唑-5-羰基化合物或1H-吡咯-2-羰基化合物

6、與（E)-4-溴代丁烯腈為底物在弱堿性條件下反應(yīng)，依次經(jīng)歷了分子間親核取代，質(zhì)子脫除，電子對轉(zhuǎn)移，分子內(nèi)親核加成，消除水芳構(gòu)化，在溫和條件下分別構(gòu)建出2-取代或2，4-二取代-5-氰基吡唑并[1，5-a]吡啶類化合物和2-取代或2，3-二取代-7-氰基中氮茚類化合物，為在共軛環(huán)上引入一個具有潛在光電活性和可修飾潛能的氰基官能團(tuán)提供了一種簡便方法。而且部分2，4-二取代-5-氰基吡唑并[1，5-a]吡啶化合物不論在稀溶液還是固體狀態(tài)下都有