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碘化亚铜催化一锅法合成含氮杂环化合物反应的研究
作 者: 周丙伟
导 师: 高建荣;金红卫
学 校: 浙江工业大学
专 业: 有机化学
关键词: 碘化亚铜 交叉偶联反应 多组分反应 一锅法
分类号: O626
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
碘化亚铜催化的交叉偶联反应是构建sp2碳-碳、碳-氮、碳-氧等键的一种重要手段。多组分偶联反应的一锅法操作最大化地避免了中间体的分离与提纯,简化了实验操作,是有机合成研究热点之一。论文研究了碘化亚铜催化偶联和多组分反应等,一锅法合成了25个系列含氮杂环新化合物,选题新颖,具有创新性和研究价值。研究了碘化亚铜催化由2-氰甲基苯并咪唑与邻溴苯甲醛一锅法合成苯并咪唑[1,2-a]喹啉类化合物的反应。分析了反应机理,2-氰甲基苯并咪唑和邻溴苯甲醛在哌啶催化下发生Knoevenagel缩合,继而发生分子内C-N偶联得到目标产物。探讨了溶剂、配体、碱及温度等条件对反应的影响。以10% mol的CuI为催化剂,20% mol的1,10-菲咯啉为配体,两当量的碳酸钾作碱,在1,4-二氧六环溶剂中,90℃下反应,产品分离收率达84%。在此条件下考察了反应底物的适应性,并进一步合成了无取代的苯并咪唑[1,2-a]喹啉母体,分离收率达90%。研究了碘化亚铜催化由苯乙炔、对甲苯磺酰叠氮和2-溴烯丙基胺等多组分反应一锅法合成咪唑类化合物的反应。分析了反应的机理,苯乙炔和对甲苯磺酰叠氮在CuI和TEA的作用下发生[3+2]环加成反应,生成的氮杂联烯接受2-溴烯丙基胺的亲核进攻生成脒中间体,继而在CuI的催化下发生分子内偶联反应得到目标产物。对C-N偶联反应进行了条件优化,考察了溶剂、温度、配体及碱等对反应的影响。以10% mol的CuI为催化剂,20% mol的N,N′-二甲基-1,2-乙二胺为配体,两当量的碳酸钾作碱,在乙腈和DMSO的混合溶剂(体积比为2∶1)中,80℃下反应,分离收率达60%。并在此条件下考察了反应底物的适用性。对25个新化合物进行了1H-NMR、<sup>13C-NMR、高分辨质谱等的结构分析鉴定。碘化亚铜催化一锅法合成含氮杂环化合物的方法,具有操作简单、反应条件温和、收率良好和步骤经济性好等优点。
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全文目录
摘要 4-6 ABSTRACT 6-11 第一章 前言 11-13 第二章 文献综述 13-39 2.1 铜盐催化Ullmann 偶联反应 13-22 2.1.1 铜盐催化的分子间C-N 偶联反应 13-18 2.1.2 铜盐催化的一锅法C-N 偶联成环反应 18-22 2.2 基于氮杂联烯(Ketenimine)中间体的多组分反应 22-31 2.2.1 基于氮杂联烯中间体与胺的多组分反应 23-26 2.2.2 基于氮杂联烯中间体与醇的多组分反应 26-29 2.2.3 基于氮杂联烯中间体与水的多组分反应 29 2.2.4 基于氮杂联烯中间体与亚胺类化合物的[2+2]环加成反应 29-31 2.3 论文选题及研究工作 31-33 参考文献 33-39 第三章 碘化亚铜催化一锅法合成苯并咪唑[1,2-a]喹啉类化合物 39-58 3.1 引言 39-42 3.2 结果与讨论 42-46 3.3 实验部分 46-55 3.3.1 测试仪器及试剂 46-47 3.3.2 2-氰甲基苯并咪唑的制备 47 3.3.3 碘化亚铜催化一锅法合成苯并咪唑[1,2-a]喹啉类化合物 47-55 3.4 本章小结 55-56 参考文献 56-58 第四章 碘化亚铜催化一锅法合成咪唑类化合物 58-78 4.1 引言 58-59 4.2 结果与讨论 59-66 4.3 实验部分 66-76 4.3.1 测试仪器及试剂 66 4.3.2 磺酰叠氮和2-溴烯丙基胺的制备 66-67 4.3.3 碘化亚铜催化一锅法合成官能化氢化咪唑和咪唑的反应 67-76 4.4 本章小结 76-77 参考文献 77-78 第五章 结论与展望 78-81 5.1 结论 78-79 5.2 展望 79-81 附录 81-88 致谢 88-89 硕士期间已发表和待发表的论文 89
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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 有机化学 > 杂环化合物
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