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烷硫基活化的烯类化合物在有机合成中的应用

作　者: 尹彦冰
导　师: 刘群
学　校: 东北师范大学
专　业: 有机化学
关键词: 活化烯烃 Baylis-Hillman反应 Michael加成反应 α-官能化反应
分类号: O621.3
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

碳碳键形成反应是有机化学最重要反应。由于Baylis-Hillman反应(以下简称为BH反应)具有原子经济性和能够产生多官能团分子的特点,因此,近年来引起人们的广泛关注,成为合成碳碳键的重要方法。该反应能在较温和的条件下实现各种亲电体和活化烯烃化合物α-位的偶联。作为Baylis-Hillman反应的重要组成部分,烯烃特别是具有一定活性的烯类化合物,由于它们本身的结构特征,具有与一般烯烃不同的独特的性质,是非常重要的有机合成中间体。人们已经对该类化合物进行了相当深入的研究,然而对β-位含有取代基特别是含有β,β’-双供电子基团的活化烯烃各种性质和应用的研究却相当有限。此类化合物由于受到供电子基团的影响,具有一些不同于一般活性烯类化合物的独特性质,极有可能是一类重要的有机合成中间体。因此,深入研究具有供电子基团的活化烯烃的各种性质,扩展它们在各个领域的应用具有十分重要的意义。α-羰基二硫缩烯酮是一类重要的有机化合物,最近,在研究α-羰基二硫缩烯酮化合物的合成及其应用的基础上,我们成功获得一类在烯烃双键的β-位上连有双供电子基团(烷硫基)结构的化合物,对该类化合物的各种性质的研究以及扩展其在有机合成中的应用成为我们近期的工作重点。结合上述BH反应的成键特点,本论文即以β-位上连有双供电子基团的烯类化合物为研究对象,着重讨论了这类化合物和各种醛类化合物的碳碳偶联反应、和α,β-不饱和羰基化合物的加成反应以及与酰卤类化合物的加成消除反应(图a, b),具体研究内容如下:1.首次用四氯化钛作为反应的催化剂,成功实现了烷硫基活化的烯酮类化合物和各种芳香醛的双BH反应,得到一系列重要的多取代的1,4-戊二烯类化合物。利用其结构特征,我们又成功实现了碱催化下该类化合物分子内的Claisen缩合反应,获得了多取代环己烯酮化合物。实验结果表明,上述反应具有较高的化学选择性和原子经济性。所得到的产物是重要的有机合成中间体。2.在上述的催化条件下,成功实现了烷硫基活化的丙烯腈类化合物和各种芳香醛化合物之间的双BH反应,该反应的实现进一步扩大了具有供电子基团活化烯烃化合物的种类。在研究该类活化烯烃性质的同时,我们也成功实现了从便宜易得的反应原料经脱乙酰基及脱水反应合成该类活化烯烃的简洁、有效的方法,为该类化合物的合成提供了一条新的途径。3.利用活化烯烃化合物中的α-碳原子具有亲核性的特点,实现了不同类型活化烯烃化合物与α,β-不饱和羰基化合物Michael加成反应,反应的取向与活化烯烃的种类及α,β-不饱和羰基化合物的活性有关,实验结果表明了不同活化烯烃反应活性的差异,为今后它们在合成中的选择和应用提供了依据。4.成功实现了α-羰基二硫缩烯酮的α-官能化反应,通过和各种酰氯反应,获得了一系列α-乙酰基-α-酰基二硫代缩烯酮类化合物。该反应条件温和,而且具有普遍性,为进一步利用α-羰基二硫缩烯酮α-位的性质在有机合成中的应用提供了新的思路。

全文目录

中文摘要  3-5
英文摘要  5-7
目录  7-10
第一章活化的烯类化合物在有机合成中的研究进展  10-52
  1.1 活化的烯类化合物的Baylis-Hillman 反应  10-28
    1.1.1 Baylis-Hillman 反应简介  10-12
    1.1.2 加快Baylis-Hillman反应速度的方法  12-24
      1.1.2.1 碱催化的Baylis-Hillman反应  12-15
      1.1.2.2 微波的使用  15-16
      1.1.2.3 低温、高压的使用  16-17
      1.1.2.4 路易斯酸和路易斯碱的联合使用  17-21
      1.1.2.5 路易斯酸的单独使用  21-24
    1.1.3 不对称诱导的 Baylis-Hillman 反应  24-28
      1.1.3.1 手性醛(亚胺)的诱导  24-25
      1.1.3.2 手性酯(酰胺)的诱导  25-26
      1.1.3.3 手性催化剂的使用  26-28
  1.2 α-羰基二硫缩烯酮化学研究进展  28-40
    1.2.1 前言  28-29
    1.2.2 α-羰基二硫缩烯酮类化合物的制备  29-30
    1.2.3 α-羰基二硫缩烯酮的性质、反应及在有机合成中的应用  30-40
      1.2.3.1 与金属有机试剂的反应及选择性  30-32
      1.2.3.2 环合芳构化和取代—环合芳构化反应  32-33
      1.2.3.3 α-羰基二硫缩烯酮类化合物和芳醛(酮)的缩合反应  33-35
      1.2.3.4 α-羰基二硫缩烯酮类化合物在合成杂环中的反应  35-37
      1.2.3.5 α-羰基二硫缩烯酮的α官能化反应  37-39
      1.2.3.6 α-羰基二硫缩烯酮类化合物的其他反应  39-40
  1.3 选题意义、目的和研究策略  40-42
    1.3.1 选题意义、目的  40
    1.3.2 研究策略  40-42
  参考文献  42-52
第二章烷硫基活化的烯酮类化合物和醛的 Baylis-Hillman 反应及其产物在合成中的应用  52-69
  2.1 烷硫基活化的烯酮类化合物和醛的 Baylis-Hillman 反应  52-58
    2.1.1 前言  52-53
    2.1.2 实验部分  53-56
      2.1.2.1 仪器和试剂  53-54
      2.1.2.2 α-羰基二硫缩烯酮化合物1 的制备  54
      2.1.2.3 α-乙酰基二硫缩烯酮化合物2 的制备  54-55
      2.1.2.4 烷硫基活化的烯酮类化合物2 和芳香醛的Baylis-Hillman 反应  55-56
    2.1.3 结果和讨论  56-57
    2.1.4 小结  57-58
  2.2 双 Baylis-Hillman 加成物的应用—多取代环己烯酮的合成  58-59
    2.2.1 前言  58
    2.2.2 实验部分  58-59
      2.2.2.1 仪器和试剂  58
      2.2.2.2 多取代环己烯酮的合成  58-59
    2.2.3 结果与讨论  59
  2.3 结构表征  59-66
  参考文献  66-69
第三章烷硫基活化的丙烯腈类化合物的合成及其在 Baylis-Hillman 反应中的应用  69-83
  3.1 前言  69-70
  3.2 实验部分  70-73
    3.2.1 仪器和试剂  70
    3.2.2 α-乙酰基-α-氨甲酰基二硫缩烯酮化合物7 的制备  70-71
    3.2.3 α-氨甲酰基二硫缩烯酮化合物8 的制备  71
    3.2.4 α-腈基二硫缩烯酮化合物9 的制备  71-72
    3.2.5 烷硫基活化的丙烯腈和芳香醛的 Baylis-Hillman 反应  72-73
  3.3 结果和讨论  73-75
  3.4 小结  75
  3.5 结构表征  75-81
  参考文献  81-83
第四章烷硫基活化的烯类化合物和α, β-不饱和酮的Michael 加成反应  83-99
  4.1 前言  83-84
  4.2 实验部分  84-89
    4.2.1 仪器和试剂  84
    4.2.2 烷硫基活化的烯酮类化合物2a 和α, β-不饱和烯酮的 Michael 加成反应  84-85
    4.2.3 结果与讨论  85-86
    4.2.4 烷硫基活化的丙烯腈类化合物9a, 9d 和α, β-不饱和烯酮的 Michael 加成反应  86-88
    4.2.5 结果和讨论  88-89
  4.3 小结  89-90
  4.4 结构表征  90-95
  参考文献  95-99
第五章 α-羰基二硫缩烯酮的α-官能化反应  99-106
  5.1 前言  99-100
  5.2 实验部分  100-101
    5.2.1 仪器和试剂  100
    5.2.2 α-乙酰基二硫缩烯酮与酰氯的酰化反应  100-101
  5.3 结果与讨论  101
  5.4 小结  101-102
  5.5 结构表征  102-104
  参考文献  104-106
结论  106-107
附录  107-150
博士论文期间文章发表及待发表情况  150-151
致谢  151

烷硫基活化的烯类化合物在有机合成中的应用

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