基于串聯(lián)反應(yīng)的自分類集成構(gòu)建2-烯-1,4二酮及雜環(huán)化合物.pdf

1、為了滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)環(huán)境友好,簡(jiǎn)便高效和原子經(jīng)濟(jì)的有機(jī)合成方法的要求,人們建立了串聯(lián)反應(yīng)策略,通過(guò)將多個(gè)相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)融合到一鍋中自動(dòng)有序地進(jìn)行,不需分離中間體,即可直接生成目標(biāo)產(chǎn)物。目前已有很多關(guān)于串聯(lián)反應(yīng)的文獻(xiàn)報(bào)道,但如何發(fā)展和建立新穎的串聯(lián)反應(yīng)策略,指導(dǎo)人們進(jìn)行串聯(lián)反應(yīng)設(shè)計(jì),進(jìn)一步提高串聯(lián)反應(yīng)的合成效率,仍是非常重要也是非常令人感興趣的研究課題。受到自然界中集群分子的自分類行為的啟發(fā),我們?cè)O(shè)想多條自分類的串聯(lián)反應(yīng)路徑可以集成到同一反

2、應(yīng)現(xiàn)場(chǎng),彼此互不干擾地執(zhí)行,各自生成的末端中間體能夠進(jìn)一步發(fā)生匯聚反應(yīng),生成更為復(fù)雜的目標(biāo)分子,這種“匯聚串聯(lián)模式”顯然比傳統(tǒng)的僅有一條串聯(lián)反應(yīng)路徑的“線性串聯(lián)模式”更為高效。
　　 本論文基于串聯(lián)反應(yīng)的自分類集成,提出了多個(gè)新穎的串聯(lián)反應(yīng)策略,實(shí)現(xiàn)了2-烯-1,4-二酮和一系列新穎雜環(huán)的高效合成,主要分為以下幾部分:
　　 第一章,首先概述了近年來(lái)發(fā)展的新穎的串聯(lián)反應(yīng)策略,然后綜述了2-烯-1,4-二酮的合成方法及在有

3、機(jī)合成中的應(yīng)用,隨后基于串聯(lián)反應(yīng)的自分類集成,提出了本論文的研究思路。
　　 第二章,受到自然界中利用不同底物聚焦于共同的中間體,隨后經(jīng)過(guò)相同的反應(yīng)路徑生成目標(biāo)產(chǎn)物的串聯(lián)反應(yīng)模式的啟發(fā),基于串聯(lián)反應(yīng)可以自分類并存于同一現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)想,我們提出了聚焦串聯(lián)反應(yīng)策略,以芳乙酮或芳乙烯為底物,在CuO/I2或IBX/CuO/I2的作用下,聚焦于α-酮醛中間體,隨后與1,3-二羰基化合物發(fā)生交叉偶聯(lián)反應(yīng),成功制備了不對(duì)稱的2-烯-1,4-二酮

4、。
　　 第三章,由于許多化學(xué)反應(yīng)仍需要定量的試劑來(lái)保證其合成效率,而且都會(huì)生成定量的“廢棄物”,我們?cè)O(shè)想將兩個(gè)或多個(gè)串聯(lián)反應(yīng)集成到一個(gè)反應(yīng)體系中,利用上游串聯(lián)反應(yīng)所需的定量試劑所生成的副產(chǎn)物來(lái)催化下游的串聯(lián)反應(yīng),不僅可以提高整體反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性,而且由于串聯(lián)反應(yīng)的累積效應(yīng),可以生成更為復(fù)雜的目標(biāo)分子?；诖?我們提出了可持續(xù)集成串聯(lián)反應(yīng)策略,首先以1,3-二羰基化合物和芳乙酮或芳乙烯為底物,在定量的CuO/I2的作用下,經(jīng)過(guò)串

5、聯(lián)反應(yīng)I原位生成2-烯-1,4-二酮中間體,同時(shí)副產(chǎn)物HI被DMSO或CuO氧化,重新生成至少0.5當(dāng)量的I2,隨后在原位重新生成的I2的催化下,2-烯-1,4-二酮中間體與加入的脲經(jīng)過(guò)串聯(lián)反應(yīng)Ⅱ生成四取代乙內(nèi)酰脲。該串聯(lián)反應(yīng)經(jīng)過(guò)了六個(gè)不同的基元反應(yīng)步驟:碘化-Kornblum氧化-Knoevenagel縮合-1,2-加成/Michael加成一氧化脫氫-1,2-重排反應(yīng)。
　　 第四章,若兩個(gè)或多個(gè)相關(guān)的串聯(lián)反應(yīng)可以集成到一鍋中

6、進(jìn)行,利用復(fù)雜度的累積效應(yīng),可以高效制備目標(biāo)分子。我們?cè)O(shè)想若同一底物可以自分類為兩部分,分別參與上游和下游的串聯(lián)反應(yīng),可以將上游和下游的串聯(lián)反應(yīng)集成到一鍋中制備復(fù)雜的日標(biāo)分子。基于此,我們提出了底物自分類集成串聯(lián)反應(yīng)策略,實(shí)現(xiàn)了以α-硝基酮為底物,自分類為兩部分,一部分與芳乙酮或芳乙烯經(jīng)過(guò)串聯(lián)反應(yīng)I生成2-硝基-2-烯-1,4-二酮,另一部分與2-硝基-2-烯-1,4-二酮中間體經(jīng)過(guò)串聯(lián)反應(yīng)Ⅱ生成多取代異噁唑。
　　 第五章,由

7、于復(fù)雜分子的實(shí)際構(gòu)筑過(guò)程中,分步反應(yīng)依然是不可或缺的,為了最大限度地提高反應(yīng)效率,降低對(duì)環(huán)境的污染,一種理想的途徑是利用一系列連續(xù)的串聯(lián)反應(yīng)來(lái)構(gòu)筑目標(biāo)分子。因此,我們提出了分步集成串聯(lián)反應(yīng)策略,通過(guò)兩步反應(yīng)將制備2-烯-1,4-二酮的“聚焦串聯(lián)反應(yīng)”和CH3SO3H催化的Friedel-Crafts/Paal-Knorr“線性串聯(lián)反應(yīng)”集成到一起,成功構(gòu)筑了雙雜環(huán)的3-(呋喃-3-基)吲哚衍生物。
　　 第六章,基于同源自分類串