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近年来,Pd(Ⅱ)催化的碳氢键活化反应取得了显著的进展。许多底物中的惰性碳氢键都得到了有效的活化,成功构建碳-杂原子化学键。同时导向基团导向策略的发展使得反应的区域选择性和立体选择性也得到了很好的控制。硝酸酯结构在药物化学和含能材料领域都有重要的应用价值,然而非活化的C(sp~3)-H键直接转化为硝酸酯结构的工作鲜有被报道。本文研究了有机分子中广泛存在的醇底物在过渡金属催化条件下直接实现选择性硝酸酯化官能团化研究。主要内容分为以下方面:分别以吡啶甲基醚类、肟喹啉类导向基团修饰的醇分子为底物,尝试了多种实验条件探索醇羟基非活化γ位和β位硝酸酯化反应条件。最终,在以乙酸钯为催化剂,亚硝酸银为硝酸酯源,选择性氟试剂为氧化剂,四丁基硫酸氢铵为相转移催化剂,1,2-二氯乙烷为溶剂时,空气氛围下加热至80℃反应18 h,模板底物可以以68%的产率生成β位硝酸酯化的产物。随后本论文在最优反应条件下成功完成了诸多的底物拓展实验。该方法策略可以很好地兼容各种类型的醇底物,最终以中等至优异的产率得到23个β位硝酸酯化的导向基修饰的醇类,并通过~1H NMR,13C NMR和HRMS进行数据表征。进行后续的衍生化反应,成功实现了硝酸酯结构向叠氮基的转化,同时通过简便的方法成功脱除导向基团,合成了β位硝酸酯化的醇化合物。最后通过自由基捕获实验、H/D交换实验、环钯中间体捕获实验等机理实验,结合前人的研究成果,推测了该反应中的自由基反应机理和Pd(Ⅱ)/Pd(Ⅳ)的催化循环路径。