金催化的基于呋喃/炔的高效串联反应及相关研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yinxuchao1123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近些年来,均相金催化化学逐渐成为有机化学的研究热点之一。本论文中,我们主要集中于金催化的基于呋喃/炔串联环化反应及相关研究,从简便易得的原料出发高效地合成多取代芳烃类化合物。   第一部分,我们探讨了金催化呋喃与(Z)-2-烯-4-炔-1-醇串联环化反应,高立体选择性地构筑三芳基取代顺式烯酮。PPh3AuNTf2可以在一锅法中很好地促进付-克反应,呋喃炔环化反应的顺利发生。该反应条件温和,对于(Z)-烯炔醇的官能团容忍性较好,原料简便易得,反应立体选择性专一。这也是呋喃通过对炔键的7-endo-dig型环化形成最终产物的一种崭新的反应模式。我们通过付-克反应高效地引入呋喃的方法也为底物呋喃/炔的合成提供了一种新的路径。   第二部分,我们成功地实现了金催化的1,6-二炔-4-烯-3-醇与呋喃的串联反应,在一锅中实现了付克烷基化、呋喃开环、羰基/炔“复分解”三种完全不同类型反应的串联,高效地合成了多取代的菲酮产物。通过对反应中间体的捕获实验,我们发现整个串联反应中,一般仅能取得中等至良好的收率其原因在于第一步付-克烷基化反应的效率不高;而后续呋喃开环、羰基/炔“复分解”反应是十分高效的。最后我们通过碘解实验捕获了芳基金物种,从某种程度上验证了呋喃开环这一步的反应机理。   第三部分,通过(E)-2-烯-3-炔-1-醇与呋喃在BF3·Et20催化下的付-克反应合成了呋喃与炔基仅相隔两个碳的呋喃/炔底物,并研究了其在金催化下的环异构化反应,高效地合成了富烯类取代α,β-不饱和烯酮/醛,研究结果表明溶剂可以调控烯酮产物的顺反构型。在配位性溶剂THF中我们以较高的收率得到顺式富烯类取代α,β-不饱和烯酮,而在二氯甲烷中,顺式烯酮会在金的作用下异构化为更为稳定的反式烯酮。该反应具有反应条件温和,高区域、高立体选择性等优点,而且反应产物很难通过其他方法获得。这也是呋喃炔开环反应中仅有的通过6-endo-dig形式关环的反应。   第四部分,我们也开展了金催化的邻位炔丙醇取代的2-苯基呋喃的呋喃开环/semipinacol重排串联反应,立体选择性地合成了含萘酚结构的反式α,β-不饱和烯基醛。实现了通过semipinacol重排反应淬灭呋喃开环过程中产生的α-羟基金卡宾中间体,从而证明了在呋喃开环反应中的确是有金卡宾中间体的产生。同时我们通过在炔丙醇底物中引入碳酸酯保护基可选择性地得到顺式烯醛类化合物。   第五部分,我们首次实现了格氏试剂促进的分子内的呋喃与非活化炔烃的Dieis-Alder反应,此反应具有许多优点比如应用范围广,对于各种取代基的格氏试剂及非活化的炔烃反应均能适用;反应时间短;反应立体选择性单一且收率均为良好至优秀。通过实验并结合理论计算表明体系中当场生成的氧镁键与呋喃环上氧原子的配位作用起到了调控反应立体选择性的作用,同时醇负离子提高了呋喃环上的电荷密度和呋喃片段HOMO轨道的能量,因而加速了反应的进行。   第六部分,在研究金催化呋喃/炔串联反应过程中,我们意外发现2-三丁基锡基呋喃可以作为一类良好的锡转移试剂,成功地实现金催化1,6-二炔-4-烯-3-醇环异构化/金属转移串联反应,高效地合成2-萘基锡类产物。通过对反应机理的研究,我们认为反应在催化循环中经历了两次金属转移过程,而空气中稳定的呋喃二金物种的成功分离与表征直接证明了由Sn到Au的金属转移反应历程。   第七部分,我们设计并实现了金催化的1,6-二炔-4-烯-3-碳酸酯的3,3-重排反应/环化反应/芳氢化反应/脱羧醚化的串联反应,高效地完成了苯并[b]芴的合成。研究结果表明由于碳酸酯吸电子能力的降低,使得炔丙基碳酸酯在金催化剂的作用下经历3,3-重排反应后的氧嗡离子中间体的稳定性也有所增强,可以被分子内的亲核试剂所捕获。通过交叉实验发现反应的脱羧醚化过程为分子间反应。
其他文献
本论文的工作是围绕放线菌酮(Cycloheximide)类似物的设计与合成展开的。放线菌酮是1946年从Streptomyces griseus中首次分离得到的天然抗生素。由于该化合物因活性很高被广
本论文中,我们主要围绕(Z)-2-烯-4-炔-1-醇的构建方法以及金催化的基于炔烃的转化反应等方面开展了以下研究工作:   第一部分,首先开展了(Z)-2-烯-4-炔-1-醇的“-锅法”合
近年来,利用超分子自组装的方法设计合成超分子组装体已经成为配位化学领域的一大热点。配位超分子组装体由于其结构中含有有机配体和无机金属离子,在吸附分离、催化、客体交换、化学传感以及光电材料等领域都有着极其重要的应用。螺旋结构在自然界中普遍存在,尤其在生物体中展现出其生物功能的多样性。有机线性多齿配体通过超分子自组装的方法与金属离子组装连接可以得到无机螺旋体,对探究和模仿生物分子的结构和功能有着重要意
聚氨基酸及其共聚物在药物控释体系与纳米医学等领域有着重要的应用前景。通过聚合物拓扑结构与组成来控制其物化性能及药物释放性能是一种有效的途径;然而,目前有关超支化和星型结构的聚赖氨酸的研究还少见报道。本文发展了“光点击化学/开环聚合”联用的方法,合成了超支化聚-苄氧羰基-L-赖氨酸-聚乙二醇嵌段共聚物(HPlys-b-PEO)以及A2B4型聚-苄氧羰基-L-赖氨酸-聚乙二醇嵌段共聚物(Cys-Ply
能源短缺问题已然成为一大难题,日益枯竭的化石能源使人类对新能源的需求日趋紧迫。而新能源材料和光伏技术给减缓这一问题带来希望。在当今现代化工业污染以及雾霾加剧的情
现代社会越来越重视开发高比能量的锂离子电池,来支持便携式电子设备,电动汽车,动力汽车的发展。目前,商品化的锂离子电池材料主要是石墨,由于其理论比容量只有372mAh/g,限制了锂离子电池在电动汽车、动力汽车等动力设备上的应用。因此,研究高能量密度和高循环稳定性的电极材料迫在眉睫。本论文主要从以下两个方面研究锡基石墨烯复合负极材料:(1)以SnCl2为锡源,分别用乙二醇和去离子水作为反应的溶剂,采用
现代防护材料中常采用高性能纤维与高性能树脂复合,以获得较好的整体防护性能。芳纶纤维具有高强度、高模量、抗冲击等优异性能,自上世纪七十年代工业化以来,已逐渐成为国外
随着时代和审美标准的改变,绘画也在不断的发展变化。现今的工笔花鸟画,无论画的是重彩还是淡彩,都是在传统工笔花鸟画的基础上的发展,是工笔花鸟画家追求工笔花鸟现代转型的
近年来,化学修饰电极在电分析化学领域受到了人们的极大关注,将化学修饰电极用于生命科学现象和环境的研究已是当今化学的重要研究领域。阿尔茨海默病(Alzheimer’sdisease,AD),
1,1,1-三氟-2-氯乙烷(HCFC-133a)和1,1,1-三氟-2,2-二氯乙烷(HCFC-123)是两种大量廉价易得工业原料。HCFC-133a和HCFC-123分子中的碳氯键是惰性的化学键,一般情况下,它们无法