光催化烯炔环化构建喹啉酮类化合物反应研究

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含氮杂环化合物广泛地存在于天然产物和药物分子中,而喹啉酮类衍生物作为一类重要的含氮杂环化合物,也是很多药物分子的基本骨架。大量的研究表明,含有喹啉酮类骨架结构的药物分子在抗肿瘤方面具有较好的活性。迄今为止,已经开发了多种制备喹啉酮类化合物的方法,即喹啉酮类衍生物的构建主要利用的是酸酐促进的环化法和过渡金属催化的环化法等。但是,这类方法存在着反应条件比较苛刻和反应的官能团耐受性较差等问题。烯炔类化合物是一类同时具有碳碳双键和碳碳三键这两种高反应活性的不饱和基团的重要合成子,是构建喹啉酮类骨架的重要原料。目前,利用自由基策略实现烯炔环化构建复杂环状结构的化合物已经取得了许多重要的发展。因此,在此基础上进一步发展绿色高效、条件温和、原子经济性高的新反应体系来构建复杂喹啉酮类衍生物是十分必要的。烯烃关环复分解反应是有机合成化学中构建环状化合物直接且高效的方法之一。2005年诺贝尔化学奖授予为发展烯烃复分解反应所作的突出贡献的Grubbs教授、Chauvin教授和Schrock教授。其中,利用烯炔关环复分解反应是被广泛的应用于天然产物全合成和复杂环状化合物的合成。但是,该类型反应也有着催化剂昂贵、反应条件苛刻、反应不稳定和立体化学问题尚无规律可循等缺点。通过光催化的策略实现烯炔关环复分解反应是一种绿色环保、操作简单的新方法,并且可将复杂多步的环化反应简化为一步,这类反应可以快速合成具有结构多样性的稠环和螺环类含氮杂环类化合物。因此,本论文通过光催化烯炔关环复分解反应实现喹啉酮类化合物的构建。论文主要介绍了以下两个方面内容:(1)光催化1,7-烯炔关环复分解构建喹啉酮类化合物的研究该课题主要介绍了1,7-烯炔在光催化下关环复分解合成喹啉酮类化合物。该方法条件简单,常温常压下仅需要在光催化剂、胺和蓝光作用下就能顺利进行反应。具有原子经济性高,该方法能以高达92%产率得到喹啉酮类化合物。(2)光催化烯炔构建螺环喹啉酮类化合物的研究该课题介绍了环丙基-1,7-烯炔和2-苄基-1,7-烯炔在蓝光下在光催化剂和胺的条件下合成螺环喹啉酮的反应。该反应在温和条件下得到螺喹啉酮类化合物,具有较高的化学选择性和优异的底物适应性等特点。同时,复合螺喹啉酮的一步合成大大缩短了有机合成的步骤,提高了反应效率。
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