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本论文主要研究了过渡金属铜或铑配合物催化下Q一重氮羰基化合物与烯胺、亚胺的加成反应,以及与醇和含氮化合物的插入反应。
1、过渡金属配合物催化Q.重氮乙酸乙酯(EDA)与烯胺的加成反应。
α-重氮乙酸乙酯与烯胺的反应并不产生预期的氨基环丙烷产物,而是以高的产率生成γ-酮酯(45%-76%)。详细考察了反应溶剂、催化剂、温度及烯胺的结构对反应的影响,该反应的最佳条件是重氮化合物与烯胺以1:1.5的比例,用六氟乙酰丙酮铜[Cu(hfacac)2】为催化剂,在氟苯中回流。通过对反应过程的跟踪分析,发现反应的最初产物是取代的烯胺,该烯胺中间体在硅胶柱层析过程中发生水解,生成γ-酮酯为最终产物。根据这一实验结果以及重氮化合物与其他富电子烯烃化合物反应机理的了解,我们认为该反应的机理是烯胺与金属卡宾首先进行亲核加成,然后发生氢迁移,产生烯胺中间体,经水解生成γ-酮酯。此外也尝试了利用最初形成的烯胺中间体与一些亲电试剂进行串连反应,但未能取得成功。
2、过渡金属配合物催化2.重氮.1,3.二羰基化合物与烯胺的加成反应。
在六氟乙酰丙酮铜[cu(hfacac)2]的催化下2.重氮.1,3。二羰基化合物与烯胺发生了1,3-偶极环加成反应,生成二氢呋喃类化合物。该反应类似于α-重氮环己二酮与醋酸乙烯酯、烷基乙烯醚或呋喃等的加成反应。在研究的一系列2一重氮一1,3-二羰基化合物与烯胺的反应中,只有Q.重氮乙酰乙酸甲酯与烯胺的反应能以较高的产率获得二氢呋喃衍生物(37%-63%),产物的结构经x一射线衍射分析确证。反应的第一步是富电子烯胺对金属卡宾的亲核加成得中间体Ⅵ,随后失去金属催化剂并烯醇化形成两性离子中间体VII,VII经分子内环化生成二氢呋喃。该产物在酸催化下能发生开环反应,产生B,3-二酮酸酯。
3、过渡金属配合物催化手性2.重氮·1,3-二羰基化合物与芳香亚胺的加成反应。
通过手性醇与乙酰乙酸叔丁酯反应,并经重氮化后制得了5种手性α-重氮乙酰乙酸酯(5j-5n),研究了醋酸铑催化下手性和非手性的α-重氮-β羰基化合物(5a-5c,5f,5i-5n)与芳香亚胺的加成反应,一步合成了吖啶类化合物,结果显示在Rh2(OAc)4的催化下,5a、5f.5f和5j能够与芳香亚胺发生不对称加成反应,以高度的化学产率获得顺式吖啶,此构型由5露的NOESY确定,1HNMR谱还显示12k含有两种非对应异构体,它们的比例为3:1,其余只有一种非对映异构体。而5m发生了分子内的C-H插入反应,其余则得到了复杂的混合物。研究表明在金属催化剂作用下重氮化合物与芳香亚胺的反应性取决于重氮化合物的结构。2一重氮一l,3一二羰基化合物与芳香亚胺的加成反应机理是金属配合物先与重氮化合物反应,失去氮形成金属卡宾,然后卡宾与芳香亚胺结合同时金属配合物离去生成亚胺叶立德中间体,最后发生自身的环丙烷化获得吖啶。
4、过渡金属配合物催化2.重氮一1,3-二羰基化合物与X—H键的插入反应。
研究了2.重氮.1,3.二羰基化合物与醇、酚、胺以及乙酰胺的插入反应,考察了催化剂、溶剂及反应温度对插入反应的影响。实验结果表明2一重氮一1,3-二羰基化合物与甲醇和乙酰胺在回流的苯或甲苯中用Rh2(0Ac)4为催化剂能获得高产率的α-甲氧基酮酸酯和Q.乙酰氨基酮酸酯,而重氮乙酰乙酸乙酯与其它的醇和胺未能得到插入产物。并尝试了用(S).二苯基一(2.吡咯烷基)甲醇((S)一diphenyl(pyrrolidin-2-y1)methan01)催化硼烷对α-羟基酮酸酯和α-乙酰氨基酮酸酯的还原,希望实现α-啦手性中心的动态动力学拆分,但未能取得成功。