关键词： 多组分反应   芳酮醛   杂环   合成  

摘要： 杂环化合物广泛存在于自然界中,多具有显著的生物及药物活性,其合成和活性研究备受广大化学和药学工作者的关注。多组分反应是近年来有机化学合成领域迅速发展的一个研究方法,用于快速、高效地构建结构多样化和复杂化的小分子化合物库,对于活性先导药物的发现和优化有着重要意义。本论文以芳酮醛水合物为底物,利用多组分反应方法,对该合成子在各类杂环合成中的应用进行概述。

关键词： N-邻位C(sp^(3))—H键   亚胺离子   α-氨基烷基自由基   甲亚胺叶立德   含氮杂环化合物  

摘要： C(sp^(3))—H键官能团化是当前有机合成领域的研究热点.N-邻位C(sp^(3))—H键中的氮原子上孤对电子与邻位碳自由基的单占分子轨道(SOMO)中的电子发生离域后,降低了C(sp^(3))—H键的解离能,有利于引入各种亲核试剂或亲偶极试剂,通过分子间或分子内亲核环化或偶极环化反应得到结构多样的含氮杂环化合物.按照N-邻位C(sp^(3))—H键在不同条件下形成亚胺离子、α-氨基烷基自由基和甲亚胺叶立德等三种中间体进行分类,综述了近年来N-邻位C(sp^(3))—H键官能团化合成含氮杂环化合物的研究进展,阐述了可能经历的化学反应历程,对其应用前景进行了展望.

关键词： 硝酮   分子内环化   轴手性吡啶化合物   硼氮杂环化合物  

摘要： 硝酮作为一种重要的1,3-偶极子,在有机合成领域具有广泛的应用价值。其独特的化学性质使其能够与多种亲电试剂发生环加成反应,为生物碱等衍生物的合成提供了新的途径。在氮杂环化合物中,六元环结构因其广泛存在于生物活性天然产物中而备受关注。α,β-不饱和硝酮因其分子中的α,β-不饱和双键能够参与多种新型化学转化,为合成结构新颖的杂环化合物提供了新的思路。本论文主要研究N-烯基硝酮在铁催化下发生分子内环化合成吡啶化合物并进一步转化为膦配体,并在此基础上,探讨N-芳基硝酮发生分子内环化合成硼氮杂环化合物的反应研究。 本文分两个部分进行研究: 第一部分,以N-烯基硝酮为原料,采用Fe（Ⅲ）作为催化剂,实现了N-烯基-α,β-不饱和硝酮的分子内环化反应,以中等至优秀的产率成功构建了轴手性吡啶化合物,具有良好的官能团兼容性、反应适用范围广。在此基础上,从轴手性吡啶化合物出发经保护、偶联、还原共三步反应,以良好产率实现了吡啶轴手性单磷配体的合成。将所得的配体应用到金属钯催化下的烯丙基取代反应,金催化的烯炔环化、苯乙炔双氢芳基化等反应,都取得了较好的产率,表明了合成的轴手性单磷配体具有较高的催化活性。 第二部分,通过Fe（Ⅲ）和BF3·Et2O促进的N-芳基-α,β-不饱和硝酮的氧转移反应,以24%～87%的产率合成了硼氮杂环化合物。对照实验表明,烯胺酮是硼氮杂环化合物形成的重要中间体,Fe（Ⅲ）和BF3·Et2O的结合作为助催化剂促进了分子内环化和N-O键断裂的氧转移反应。更重要的是,从雌酚酮出发,经过保护、偶联、水解Chan-Lam偶联反应,以40%的产率制备了雌酚酮衍生的硼氮杂环化合物。

关键词： 双环化   稠杂环化合物   反应  

摘要： 环状化合物按环的形式分为单环和稠环两类。稠环化合物又分双环、三环、四环等不同的结构。Xylarinol A、Cyclomegistine、Mollenine A等活性分子分别属于双环、三环、四环稠合化合物,药理活性突出。本文综述了双环化反应在合成稠杂环化合物中的应用,涉及环化扩环、亲核取代、Friedel-Crafts烷基化等历程,极大拓展了稠杂环化合物的多样性。

关键词： 手性磷酸催化   四氢吡喃环   不对称催化   含氧杂环化合物  

摘要： 四氢吡喃环结构广泛存在于天然活性物质中。四氢吡喃环类化合物及其衍生物有良好的降糖、抗菌、抗炎、抗肿瘤等药理学活性。本文以4-戊炔-1-醇为起始原料,经烷基化、Dess-Martin氧化、Witting反应、脱保护基、Diels-Alder反应等利用手性磷酸催化剂不对称催化合成含有四氢吡喃环单元的六元骈六元环化合物,并且产物有良好的对映选择性(93%ee)。

关键词： 磷酸催化   含氧杂环化合物   迈克尔加成  

摘要： 含氧杂环化合物广泛存在于天然产物中,在医药、食品等领域有广泛研究及应用,是天然活性物质的重要组成部分。本研究利用磷酸催化剂作用于α,β-不饱和酮类化合物,催化关环,利用迈克尔加成机理得到十三元含氧杂环化合物。本文在以6-庚炔-1-醇为起始原料经过烷基化、戴斯马丁氧化、witting反应、迈克尔加成等一系列的条件温和、操作简单的反应成功合成了含氧杂环化合物。为含氧杂环化合物的人工合成提供了一定的参考。

关键词： 异腈   含氮杂环化合物   插入反应   钯催化   环化反应  

摘要： 含氮杂环化合物广泛存在于天然产物、药物分子以及功能材料中,如何简单高效、温和可控地合成含氮杂环化合物已经是当今有机合成化学的热点难点之一。异腈化学的发展为含氮杂环化合物的合成提供了重要的方法学基础。异腈是一类具有相对稳定的二价碳原子的有机化合物,其具有良好的亲核性和亲电性,因此,基于异腈的插入反应成为了构建含氮杂环化合物的一条强有力的途径。本文介绍了基于异腈参与的环化反应构建环体系,并在此基础上介绍以下内容: (1)该工作介绍了 一种基于异腈插入的[2+2+1]环化反应构建氮杂稠环化合物研究,在该反应中,异腈与碘苯类化合物在钯催化条件下反应,成功分离得到了一种稠环吡咯化合物,该反应具有良好的底物普适性以及令人满意的产率,值得一提的是具有对称性结构的产物其潜在的光学应用价值值得进一步研究; (2)该工作介绍了一种基于异腈插入的[3+2]环化反应构建吲哚化合物研究,异腈与炔基亚胺在钯催化条件下生成了之前未被报道过的吲哚-异吲哚类化合物,其具有广泛的底物普适性,并且合成了一系列功能材料、天然产物以及药物分子相对应的产物,其具有有待摸索的药用价值; (3)该工作介绍了一种基于异腈插入的[3+2]环化反应构建吡咯稠环化合物的新方法,该工作实现了异腈既作为C1合成子、C1N1合成子,又实现了异腈亚胺化、氰基化、烯酮亚胺化在同一反应中的串联环化,同时还合成了一些中环吡咯化合物,为合成应用价值更高的天然产物以及药物分子的含氮骨架提供了重要的基础。

关键词： 氮杂环卡宾   协同催化   螺环氧化吲哚内酯   氧化吲哚嵌入的邻醌亚甲基化物   螺环四氢呋喃   C–C轴手性   萘酰胺  

摘要： 过去几十年,氮杂环卡宾有机催化作为一种功能强大且用途多样的合成工具,在构建各类结构复杂的分子方面已经取得了极大成功。其中,在不对称合成转化中,氮杂环卡宾也扮演着独特而重要的角色。本文围绕使用氮杂环卡宾不对称催化,主要开展了以下研究工作。 第一章对氮杂环卡宾催化剂形成的几类关键中间体在螺杂环化合物合成中的应用,氮杂环卡宾与金属协同催化的反应以及氮杂环卡宾催化构筑C–C轴手性化合物的研究进展进行了综述。 第二章发展了氮杂环卡宾催化原位产生的氧化吲哚结构嵌入的邻醌亚甲基化物与醛的不对称[4+2]环化反应,以良好产率(up to 98%)、高非对映选择性(up to>20:1 dr)和高对映选择性合成了具有季碳手性中心的螺环氧化吲哚δ-内酯类化合物。通过放大反应和后续的合成转化,进一步突显了该方法的实用性。 第三章发展了新的氮杂环卡宾和钯协同催化不对称[3+2]环化反应,高对映选择性合成了螺环四氢呋喃衍生物。该方法能够兼容多种芳基乙酸酯和乙烯基环丙烷类化合物,以良好产率(up to 95%)和高立体选择性(up to>20:1 Z/E和98%ee)合成了官能化手性螺环四氢呋喃化合物。初步反应机理研究表明,氮杂环卡宾催化剂扮演着双重角色——既作为有机小分子催化剂,又作为金属钯催化剂的配体。对产物进行了官能团化和衍生化,证实了该催化反应的潜在应用价值。 第四章轴手性芳基酰胺化合物是一类非常重要的结构骨架。通过动态动力学拆分策略,首次发展了氮杂环卡宾催化2-甲酰基萘酰胺和苯甲醛类化合物的阻转选择性交叉苯偶姻缩合反应,以中等至良好产率(up to 84%)、高非对映选择性(>20:1 dr)和高对映选择性(up to 95%ee)构筑了一系列含有C–C轴手性的萘酰胺类化合物。实验结果和DFT计算表明,合成的轴手性萘酰胺的C–C轴具有高的热力学稳定性。