32H呋喃酮和γ吡喃酮的选择性合成及银Ⅰ催化炔基硅成酯的研究Word下载.docx
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共合成了108个化合物,其中新化合物95个。
对所合成的化合
物我们进行了IR、IHNMR,,13CNMR、MS等表征。
关键词:
银(I),催化,区域逆转,3(2H).呋喃酮,丫.吡喃酮,炔基硅烷,仪一乙酰氧基酮
II
ABSTRACT
Thesynthesisof0【,p-acetyleniccarbonylderivatives(ynones)andtheirapplicatonsinthesynthesisofheterocyclicshavebeenexploitedinthispaper.Themechanismsofthesereactionshavebeenproposed·
Inaddition,thesilver(I)一catalyzedreactionsofvariousalkynyltrimethylsilaneshavealsobeenstudied.Thisthesisconsistsofthreeparts.
●●-
1.Differentmethodsforpreparationofynonesandapplicatlonm
organicsynthesishavebeensummarized,andapplicationsofalkynyltrimethylsilaneshavebeendescribed.
2.1,2.Additionoftitaniumenolatederivedfrom
2-diazo.1,3.dioxo.butanoneswithalkynylalhydeshasbeenexplored.Theoxidativetransformationof2-diazo一3一OXO-5一hydroxy-6一ynoates
(ynones,ynamide)into2-diazo一3,5一dioxo-6一ynoates(ynones,ynamide)hasalsobeenexploited.Inaddition,theregioselectivereversalinthecyclizationof2-diazo一3,5一dioxo一6·
ynoates(ynones,ynamide)basedsolelyonsubtlecatalyst-andsolventselection,whichcreatesthetwodistincttypesofimportantmolecules(3(2H)一Furanonesandy-Pyrones)fromidenticalstartingmaterials,hasbeenstudied.Throughtheinvestigationofvarioussiver(I)saltsandsolvent,theoptimizedreaction
cor出ionswereobtainedtobeincludeAgOAc(10m01%)asthecatalyst,
III
DCEassolventand1equivalentofEt3Nasbase.Incontrast,theoptimalconditionsfortheformationofthedesired7-pyronesweretouseAgSbF6(10m01%)ascatalystandMeOHassolvent.Thereactionswithvarioussubstratesprovidedthecorresponding3(2H)一furanonesor7-pyronesin
89—98%yield.
3.Theeffectofsilver(I)saltsandsolventonthereactionofalkynyltrimethylsilanesand(diacetoxyiodo)benzenehasbeenexplored.Theoptimalreactionobtainedasblow:
wetacetonitrileassolvent,30。
C,
10m01%AgOAcandKFasco-catalyst,1:
1molarratioof
alkynyltrimethylsilanesto(diacetoxyiodo)benzene.Thereactionswithvariousalkynyltrimethylsilanesprovidedthecorresponding伐一acetoxycarbonylcompounds.Alkynylgroupandalkenylgroupwerenotinvolved
inthereaction.
Atotalof105compounds(including92newcompounds)weresynthesized.AllnewcompoundsweredeterminedbyIR,1HNMR,13CNⅣ吸andMS.
Keywords:
Siver(I),catalysis,regioselectivereversal,3(2H)一furanones,7-pyrones,alkynyltrimethylsilanes,仪一acetoxycarbonylcompounds
IV
摘要I
ABSTRACT.III
第一章绪论1
1.1炔酮类化合物的合成反应..1
1.2炔酮类化合物的反应...5
1.3炔基硅烷化合物的反应lO
第二章银催化炔酮1,3、1,4区域选择性加成反应的研究..132.1引言13
2.2实验17
2.3结果与讨论21
2.4机理探讨39
2.5‘结论....42
2.6产物结构分析42
第三章银催化炔基硅成酯的反应研究.803.1引言80
3.2实验..83
3.3结果与讨论85
3.4机理探讨88
3.5结论89
3.6产物结构分析90
典型化合物参考谱图94
幺言蔷辱皇口f口:
’100
参考文献.101
附录..108
致谢109
湖南师范大学学位论文原创性声明.110湖南师范大学学位论文版权使用授权书..:
:
.110
3(2H)一呋喃酮和TriLl:
喃酮的选择性合成及银(I)催化炔基硅成酯的研究
第一章绪论
炔酮衍生物在药物分子、生物活性分子中广泛存在,是一类重要的合成中间体,在天然产物的合成和杂环体系构建中起着至关重要的作用。
因此,有关炔酮反应的研究具有很大发展前景,也因此引起广大化学、生物学以及药理学研究者的广泛关注。
1.1炔酮类化合物的合成反应
2003年,Doubsky,‰等【l】报道,.78。
C条件下及正丁基锂作用下,端炔化合物与三氟化硼反应得到中间体2,中间体再与内酯类化合物反应的得到炔酮衍生物,如图1.1。
1.n-BuLi/THFR髂。
O
R1—-三三三一-78℃.30rain3OH
2.BF3.Et20一.78℃-r.t.
e一
F¨
争。
F
—78℃.<
10min
2:
4
1
图l—l
2005年,Wang,Baomin等【2】人通过两步反应合成炔酮类衍生物。
首先第一步,在Et3N的催化下,端炔与三甲基铝生成活性中间体一炔基二甲基铝;
炔基二甲基铝与酰氯发生欧联反应,生成炔基同类化合物。
该方法使用廉价、易得、无毒的三甲基铝作为金属化试剂,不使用任何过渡金属催化剂,且反应时间短,反
R—{三}一H——Me3AI,10%Et3N
应条件温和,后处理简便,是一种经济绿色的合成方法。
如图1.2
60℃.6h
R’COCICICH2CH2C1
0℃,s40minO
图1.2
l
硕士学位论文
当炔基二甲基铝试剂与草酰氯作用时,可得到两端对称的炔酮类化合物,
如图1.3。
O
AIMe2d泓clO
d
l|lClCH2CH2C1pent
6ent0℃.10min
69%
2008年,Liu,Jianming等【3】报道,碘代芳香化合物与端炔类化合物在钯催化下,与CO反应,得到芳香类炔酮化合物。
R2=aryl时,产率较高;
RE=alkyl时,产率明显降低。
但该方法由于使用有毒的一氧化碳,因此该方法合成应用受到了较大限制,如图1.4
Rp-+一R2Pd/Fe04
CO/Et3NRp星一&
图1.4
2010年,Fusano,Akira等【4】报道,在钯催化和光照条件下,烷基碘化、CO和端炔,发生耦合反应得到烷基炔基酮,产率较好。
该方法以简单易得的原料烷基碘化物和端炔为底物,在烷基炔基酮的合成中具有重要意义,如图1.5。
Pd,hvR少导Ro
R—I+CO+三}R
Et3N
R=arkylR’=aryl,atkyl,TMS
图1.5
2011年,Park,Ahbyeol等【5】报道了一种合成0c,D一炔基烷基酮类化合物的方法。
甲苯作溶剂,在CO和钯催化剂的作用下,Ct,p.炔酸与芳基碘化物发生亲核取代反应,一步合成该类化合物,且产率较好。
然而当R=arkyl时,需要)JnA,额外的CuI(10mm01%)作为助催化剂参与反应,可以得到较高
3(2H)一呋喃酮和r-nt.上喃酮的选择性合成及银(I)催化炔基硅成酯的研究
的收率,否则产率很低,如图1-6。
OO
Ar--I+H。
八兰RCO(1atm)0.5mm01%Pd(PPh3)2A,八一R
Et3N(5eq)toluene100℃
R=Ph,o-Pent.O—Bu
图1-6
2012年,Villarino,Lara掣6】报道,在二氧六环溶剂中,钯盐催化端炔和烯酮反应,生成13-炔基酮类化合物。
该方法操作简便,产率较好,是构建Y-炔酮类化合物的一种方法,如图1.7。
Pd2(dba)3(5mm01%)R2O
R1一H+RⅣR3OL1(10mm01%)R,—』从R3
dioxane,90℃
r-
L寸三
L1:
I
IBul
图1.7
2014年,Taylor,Cassandra等17]报道了一种简便的炔酮类化合物的合成方法。
室温下,二氯甲烷作溶剂,在Lewis酸的催化下,酰氯化合物与炔基三氟化硼钾盐一步合成该类化合物。
该方法具有操作简便,反应条件温和,反应速率快,转化率高以及后处理简单的优点。
与其他报道的合成方法相比,该方法不受空气和水分的影响,因此在有机合成中具有重要的应用意义,如图1.8。
一水毒
R:
_兰少R,
图
2014年,Zhang,Zeguang等【8】报道了一种合成炔酮的方法。
在Cu+催化下,0c.羟基酮在氧气氛围中与过量的端炔发生反应,生成炔基二酮。
当R=Ph,R’=C6H4.P-CH3时,产量达到92%。
该反应条件温和,产率较高,一步合成,对各类取代基团具有广泛的兼容性,如图1-9。
OR协RO
02H20
R~oH沁uT∥、、—_/
三三一R.O
图l一9
2014年,Roohollah,KazemShiroodi等【9】报道了一种新方法。
在金盐催化下,通过热力学控NT的1,3位置转移,合成了共轭二炔酮。
该方法反应时间短,操作简便,条件温和,后处理方便且产率较高(80%.93%),是合成共轭二炔酮类化合物的一种重要方法,如图1.10。
0O
R,_三/L—R:
(ArO)3PAuCI(5%mm01)+AgBF4(5%mm01)R,_三_三八R2
DCE,rt,2h
图1.10
2014年,Wang,Zhaofeng等【lo】报道,406C条件下,乙醚作溶剂及吡咯烷和氧气存在下,醛与高价炔碘化合物在AuCl,催化下生产炔酮衍生物。
产率在60%与70%之间。
当用Cu、Ag、Fe作催化剂时,均不发生反应。
R可
以是各类取代基团,相对广泛的底物范围是该方法最大的特点,如图1.11。
R弋R.
儿R’—}I一9
Oo
IPyrrolidine
H,一、R+
goldcatalyst,02
图1.11
2014年,Yang,Yu等【11】报道一种制备炔酮衍生物的方法。
芳香炔酯衍生物经Phi(OAt)2氧化重排后,~步生成炔酮类目标产物。
产率在17%与81%之间,如图1-12。
Ph3AuCI(2m01%)
AgNTf2(2m01%)
DCE,80口c
R1~R1
1.0equivPhl(OAc)2
图1.12
4
3(2H)一呋喃酮和r吡喃酮的选择性合成及银(I)催化炔基硅成酯的研究
2014年,Li,Haoquan等f12】报道,在醋酸钯的催化作用下,芳香脂类化合物与端炔类化合物反应得到炔酮衍生物。
该方法避免使用已报到方法中使用的有毒气体CO,如图1.13。
吖D一~一一一w舻寒
、一@.
H
口A≮RN裂型‰撇型锄
图1.13
2015年,Wang,He等113】报道,在N2保护条件下,二氯甲烷作溶剂,芳香醛在催化剂铑的螯合作用下,生成芳香炔酮,产率在68%.90%之间。
当使用其他催化剂如【IrCp*C12]2和其他溶剂如MeOH时,产率不是太理想,
如图1—14。
R2【RhCp。
01212(4m01%)
HCsOAc(1.2equiv)
DCM,N2,50℃R2
1.2炔酮类化合物的反应
1999年,Lee,PhilHO等【14】等报道了烯基炔基酮衍生物的区域选择性加成反应。
当Rs=n-Bu2CuLi时,只得到目标产物l;
当R4=H且R5:
n—Bu2CuLi时,只得到目标产物2:
当R.s=Me2CuLi时,只得到目标产物2;
当Rs=n.Bu2CuCNLi2时,只得到目标产物3。
选择不同的金属试剂,可得到所需的目标产物。
这也是合成不对称二烯酮衍生物的一种方法,如图1.15。
三1八"
Ra凡THF.一78℃
O9乒4
R+RV么R5+R
R4R,/弋R3R
R
123
图1.15
2002年,Hughes,D.D.等【15l报道了一种制备吡啶并【2,3·
d】嘧啶类化合物的方
硕士学位论文法。
尿嘧啶化合物与炔酮衍生物在路易斯酸的催化下发生[3+31)J11成反应,一步
合成目标产物,如图1.16。
。
儿
RA呲+ZnBr2/DMSO艮
n名.oN艮礅R7
时一N乒kn●≥
R1R1
图1.16
2003年,Bagley,M.C.等【16】报道,在微波辅助的体系中,眯类化合物的盐酸盐与炔酮衍生物一步反应得到嘧啶类化合物,此方法利用微波辐射反应与其他已报到的加热条件下的反应相比更加高效,产率更高,如图1.17。
RMeCN,Na2C03
NH.HCI120℃(90\/\/)N冬
一
+JL
?
RR/、NH2wave,40min
(82%-quant)R少N人R,
图1.17
2004年,Xin,Xiong等【171报道,在乙醇作溶剂且回流24小时条件下,炔酮衍生物、醋酸铵和酮类化合物三组分一步反应生成吡啶衍生物。
该反应原料易得,操作简单且产率较高,是合成多取代吡啶衍生物的一种方法,如图1.18。
Rone-pot
民、+儿.4NH40Ac,EtOH
reflux,24h
(38-98%)
图1.18
2008年,Meng,Lingguo等【18】报道了一种炔酮衍生物与芳香肟化物合成吡啶和吖丁啶类化合物的方法,这些含氮的杂环化合物是一类非常重要的中间体,显现出很好的生理和药理活性。
当用甲苯作溶剂,Bu3P作催化剂时,室温下发生【3+2】环加成反应,生成吡啶衍生物;
当以二氯甲烷为溶剂,DMAP作催化剂时,室温下发生【2+2】环加成反应,生成吖丁啶衍生物。
但当脂肪肟类化合物作底物时,这两种反应体系则都不适用。
通过调控不同的反应条件,可得到所需的目标产物,如图1.19。
6
Ts
Bu3P(20m01%)
61.99%
+ArC--NTs
n=1.3
CH2C12,rt,24hAr
22—75%
图1.19
2010年,Baeza,Beatriz等【191报道,炔酮衍生物与含铬和钨的碳烯复体化物在O'
C下反应生成吡喃碳烯衍生物,如图1—20。
cc%Cr《。
+纱R2(co)5r式R+∥\R2
NM0.THF
Q℃tOr.t.
图1.20
2010年,Cao,Hua等【20】通过两步反应合成了3-羰基呋喃衍生物。
首先,仪.羟基炔类化合物与炔酮衍生物在碱的作用下发生迈克尔加成反应,得到中间体3,再在银盐的催化作用下关环得到目标化合物4,如图l一21。
OR1R1R,
DABCOAgOAc/PPh3
卜-_________-·
·
__-__·
______。
}
、
CH2C12/r.t.toluene,50℃
2H
C●m川IR,234
图1.2l
当反应体系变为PBu3/CH2C12,AgOAc/toluene时,经过重排作用,可得到两种不同的呋喃衍生物,如图l-22。
7
PBu3AgOAcCH2C12/r.t.toluene/50℃
图l·
22
2011年,Xie,Xin等f21】报道了吲哚衍生物与l,2.二炔基.2.烯.1.酮类化合物在金盐催化下反应,合成了同时含有吲哚、呋喃环的杂环化合物,产率高达92%。
当催化剂为1%NaAuC4·
2H20时,产率为52%,且同时生成另一产率为30%的副产物;
当催化剂为5%Ph3PAuOTf时,反应比较杂乱;
当催化剂为5%SfOH时,产率为0%。
该方法在构建同时含有吲哚和呋喃结构的杂环体系中具有重要的参考价值,如图1.23。
5mm01%
瓯
NaAuCl4·
2H20
R2R
R3DCE,rt
图1.23
2012年,Cai,Shuting等【22】等报道,2.氨基芳香酮衍生物与炔酮在金盐催化下,发生分子间[4+2]JE化反应,生成多官能团喹啉衍生物,产率高达93%,如图1.24。
R+R2掣
(PPh3)AuCI
R3
AgOTf
R3DMF.100℃R2
图1.24
2013年,Nguyen,Khanhhung等123】报道,D一氨基炔酮衍生物在金盐的催化下发生环化反应,得到手性吡啶酮类衍生物。
反应为一步合成且产率较高,如图1.25。
3(2H)一呋喃酮和?
-n}k喃酮的选择性合成及银(I)催化炔基硅成酯的研究
Au
RR2NXS
R2
BocBoc
图1.25
2013年,Arai,Noriyoshi等124]报道,在铑催化剂的作用下,炔酮类化
合物发生不对称加氢反应,对映选择性高达97%ee,如图1.26。
OH2
R1∥&(S,S)-Rucat.R1/∥&
R1=TBOMS,TBOPS,TIPS,TMS,06H5,
4一CH30C6H4,1-cyclohexenylR2=OH3,C2H5,CH2CI,o-C6Hll
图1.26
2013年,Gauniya,HarshM肭【25】等报道了一种【3+3】-环加成反应,炔酮衍生物与2.氨基吲哚类化合物在碳酸铯的催化下反应得到吲哚类杂环化合物,如图1.27。
Cs2C03/CD3CNin
又5mmNMR-probe
at348K
图1.27
2014年,MukundM.D.Pramanik等【26】报道了合成吡唑衍生物的一种方法,在甲醇中KOH的催化作用下,炔酮衍生物与p一羰基-0c一重氮膦酸酯衍生物发生1,3.两极环加成反应,得到
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