D-A环氧乙烷与N-芳香杂环化学和区域选择性开环反应的研究

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Donor-Acceptor(D-A)环氧乙烷是有机合成中重要的三原子合成砌块。由于环氧乙烷结构的固有张力,在不同的催化条件下会发生化学选择性C-C键及C-O键的断裂。D-A环氧乙烷与各种不饱和双键及三键化合物发生环加成反应的报道较多,而其开环反应却鲜有报道。含N-糖苷键的苯并三氮唑和非环核苷类化合物具有重要的生物活性。因此,发展通过N-芳香杂环对D-A环氧乙烷的开环反应,构建含N-糖苷键的苯并三氮唑和非环核苷类化合物具有重要意义。本文在路易斯酸的催化下,以N-芳香杂环为亲核试剂,对D-A环氧乙烷进行选择性C-C键开环反应,构建了一系列含N-糖苷键的非环杂芳基化合物。选用的亲核试剂包括苯并三氮唑、嘌呤、咪唑和吡唑类化合物。因苯并三氮唑N1和N2位及嘌呤N7和N9位的亲核性竞争,会存在区域选择性问题。值得一提的是,在Y(OTf)3催化下,该反应具有极高的化学选择性和区域选择性。对不同官能团修饰的D-A环氧乙烷及不同类型的N-芳香杂环进行普适性考察,能以高达97%的收率、>95:5的区域选择性得到一系列含N-糖苷键的苯并三氮唑和非环核苷类化合物。通过产物衍生,得到了更昔洛韦类似物。通过机理实验,探究了开环反应的途径。通过X-射线单晶衍射,确定了化合物的结构。最后对此反应进行了不对称催化的考察,经过一系列催化剂及反应条件的筛选,未取得满意的实验结果,目前该工作仍在继续。本文通过N-芳香杂环对D-A环氧乙烷的高化学、高区域选择性开环,合成了含有N-糖苷键的非环核苷类似物,通过衍生得到更昔洛韦类似物。所有新化合物均通过~1H NMR、13C NMR、HRMS及IR表征。
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