关键词：
无过渡金属参与
醇
有氧氧化
空气
含氮杂环化合物
摘要：
各类含氮杂环体系,作为天然产物和生物活性物质的重要结构单元和组成部分,其衍生物具有许多药理学和生物学活性,例如抗癌、抗疟疾、抗高血压、抗炎、以及抗惊厥等活性。因此,含氮杂环结构及其衍生物的合成也引起了合成和药物化学家们的广泛兴趣。含氮杂环化合物的合成方法已经有很多报道,但这些方法仍存在很多缺点,要么需要高温或缩合试剂等苛刻条件,要么需要昂贵的过渡金属催化剂如Ir或Ru等催化剂、配体、助剂等,要么需要大量的氧化剂如NaOCl、DDQ、MnO2、t-BuOOH、TBHP等。过渡金属催化方法中产物的过渡金属残留也进一步限制了其在药物合成中的应用。因此,使用稳定易得的原料,开发环境友好、无过渡金属残留、步骤短、简洁高效的含氮杂环化合物的绿色合成方法是当前有机和药物合成等领域面临的一个问题,对有机合成、生物和药物化学家而言都是非常有意义的研究。因此,本论文主要围绕含氮杂环化合物的合成开展无过渡金属参与的绿色合成方法研究,最终实现了多种含氮杂环化合物及其衍生物的高选择性的绿色合成,主要有以下几个方面:一、无过渡金属参与喹啉衍生物的合成方法研究主要发展了一种条件温和、以稳定易得的邻氨基苄醇和苯乙酮为反应底物、水作为反应溶剂、CsOH作为最优碱、空气为有效的氧化剂,在无过渡金属催化剂参与下,直接高效合成喹啉衍生物的绿色新方法。由于邻氨基苯甲醛不稳定且价格昂贵,使用邻氨基苄醇代替邻氨基苯甲醛具有很多优点;而且本方法中取代邻氨基苄醇和苯乙酮具有广泛的底物适用范围,可用于制备不同取代基的喹啉衍生物;此外,因为不使用过渡金属催化剂,产物无过渡金属残留,因此产物在药物中间体的合成中具有更好的应用前景。二、无过渡金属参与喹唑啉酮衍生物的绿色合成方法研究主要发展了一种无过渡金属催化的邻氨基苯甲腈和醇的需氧氧化环化串联反应,直接高效合成喹唑啉酮衍生物,该方法反应条件温和,原子经济性高。在温和的反应条件下空气作为有效的氧化剂,并且产生的水是唯一的副产物。可能是由于铯效应的影响,发现水溶性的CsOH在反应机理的所有步骤都起到重要作用。其广泛的底物适用范围可以制备不同取代基的喹唑啉酮衍生物,且产物中没有过渡金属残留,这种合成方法可能对药物中间体的合成具有潜在的应用价值。三、无过渡金属参与喹喔啉衍生物的绿色合成方法研究主要发展了一种NaOH介导的邻硝基苯胺与邻二醇分子间的氧化还原串联反应,提供了一种简洁高效,无过渡金属催化直接构建喹喔啉衍生物的方法。该方法具有广泛的底物适用范围,可以在敞口条件下有效实现几种具有药理和生物学活性的喹喔啉衍生物的克级制备。实验表明硝基相当于反应内部的氧化剂,邻二醇相当于还原剂,并基于控制实验提出了可能的反应路径。反应操作简单,不需要额外的还原剂和氧化剂,不需要惰性气体保护,不需要过度金属催化/配体参与,只需要一种水溶性的碱参与反应,同时产品中没有过渡金属的残留。这是一种相对环保和实用的构建喹喔啉骨架的方法,尤其是对基于药理学或生物学活性的喹喔啉衍生物的合成。四、无过渡金属参与5H-1,4-苯并二氮杂卓衍生物的绿色合成方法研究主要发展了一种邻氨基苄胺与2-羟基-2-苯基苯乙酮在无外加催化剂,使用空气作为经济环保的氧化剂,直接在温和条件下氧化环化高效合成5H-1,4-苯并二氮杂卓衍生物的方法。实验发现溶剂对反应是至关重要的,因此实现了一种不需要外加催化剂和其他助剂,通过使用乙酸作为最优溶剂,高效的合成实用的5H-1,4-苯并二氮杂卓衍生物的方法。该方法对于取代的邻氨基苄胺和2-羟基-2-苯基苯乙酮具有广泛的兼容性。并且可以实现化合物的克级制备,可以直接应用到具有药物活性的N-去甲基美地西泮衍生物的一步合成中去,进一步揭示了这种合成方法在基于5H-1,4-苯并二氮杂卓衍生物的药物中间体的合成中具有潜在的应用价值。五、无过渡金属参与喹唑啉衍生物的绿色合成方法研究主要发展了一种无需外加光催化剂,2-氨基苄胺和苄醇在室温下直接光催化自催化氧化环化生成喹唑啉衍生物的方法。以t-BuOK为最佳碱,可有效利用环保、方便的空气作为反应的氧化剂,提供了一种室温下温和、高效、绿色、实用的构建喹唑啉骨架的新方法。机理研究表明,光照不仅可以促进苄醇氧化为醛,还可以促进醛与2-氨基苄胺的后续环化缩合步骤。该方法对于取代的邻氨基苄胺和苄醇具有广泛的兼容性。反应操作简单,条件温和,不需要过渡金属催化剂催化或者配体参与、不需要外加光催化剂和过量的氧化剂等。
欢迎来到三峡大学图书馆！
