关键词： 腈鎓离子   炔丙基酯   异腈   羧酸   α,β-不饱和-γ-内酰胺   炔基硫醚化合物   腈   二芳基碘盐  

摘要： 含氮杂环化合物广泛存在于天然产物、药物分子和光电材料分子中,是有机合成的核心骨架。近年来开发了各类环化过程构建含氮杂环的方法,其中利用腈鎓离子中间体是合成含氮杂环的一类高效合成方法。腈鎓离子可以通过腈或异腈与亲电试剂反应获得,本论文详细介绍了各类腈鎓离子的生成及被亲核试剂淬灭后环化构建多取代含氮杂环化合物的合成方法,进一步探索基于炔丙基酯以及二芳基碘盐等亲电试剂与腈或异腈产生腈鎓离子,发展了一系列有应用前景的含氮杂环的合成方法,主要研究分为以下五个部分: （1）钯催化炔丙基酯、异腈高原子经济性构建α,β-不饱和-γ-内酰胺骨架化合物。零价钯催化对炔丙基酯氧化加成得到阳离子的联烯基钯物种,随后异腈作为亲核试剂进攻联烯碳产生双亲电的腈鎓-卡宾钯中间体。该中间体高效捕获氧化加成后离去的酯基,经过Mumm重排、卡宾钯的[1+2]环化、钯催化异腈介导的脱氧、异构得到α,β-不饱和-γ-内酰胺。该反应首次实现了炔丙基酯作为炔丙基亲电试剂和离去酯基作为亲核试剂参与反应,首次实现了离去酯基彻底脱氧转化为C-C、C-N和C-H键; （2）钯催化炔丙基酯、异腈、羧酸的三组分反应。首次实现羧酸的彻底脱氧转化为C-C、C-N和C-H键,高效构建α,β-不饱和-γ-内酰胺骨架化合物。该策略成功的关键是使用位阻更大、亲核性较弱的特戊酸酯或5-氯戊酸酯（经历SN2环化成六元环内酯离去）作为炔丙基的离去基团。该反应作为Ugi 2.0版本,实现了联烯基阳离子钯作为亲电位点,代替了传统的亚胺参与反应。一系列的芳基、杂芳基、烷基、烯基羧酸均可以高效地参于该反应; （3）钯催化炔丙基酯、异腈和氘代乙酸的三组分反应。使用氘代乙酸作为氘代甲基源构建一系列γ-位含有氘代甲基的α,β-不饱和-γ-内酰胺化合物。该类氘标记的化合物为化学机理研究、质谱研究、药物代谢诊断研究提供了物质基础; （4）钯催化炔丙基酯、异腈和α-杂原子取代羧酸的三组分反应。实现羧酸三个碳氧键及α-位碳-杂键的活化,高效构建包含α,β-不饱和-γ-内酰胺骨架在内的1,3,5-三烯化合物后。机理研究表明碳-杂键的活化是在碱性条件下通过β-消除实现; （5）除了异腈与联烯钯中间体得到腈鎓离子,本论文进一步尝试了在铜催化下腈和二芳基碘鎓盐构建腈鎓离子,使用富电子炔基硫醚作为亲核试剂淬灭,实现了三组分一步串联反应合成4-硫取代喹啉。该反应条件温和,底物范围广,区域选择性好。4-硫醚取代的喹啉,可以利用硫醚的导向性、可转化性及离去性进一步转化为4或5号位官能团化的喹啉衍生物。

关键词： 杂环化合物   含氟杂环化合物   烷基化  

摘要： 杂环化合物是含有杂原子的环状化合物,其在有机界有着举足轻重的地位,几乎所有的天然产物中都含有杂环结构。研究发现表明,不少含有N、O等杂原子的天然化合物,都具有非常好的潜在的药用价值,尤其是其中的中环含氮化合物,包括生物碱、维生素和抗生素等,这些化合物表现出很强的药理学或杀虫特性,更受药物化学家的关注,但是从天然产物中提取杂环化合物比较复杂且产量较低,因此发展杂环化合物的合成方法是十分有意义的。对于杂环化合物的合成,常见的方法包括Pict-Spengler反应,Hetero-Diels-Alder反应,Cope消除反应和逆Cope消除反应,路易斯酸催化以及光、微波合成法。 路易斯酸多具有强腐蚀性,通常含低能量LUMO（最低未占轨道）,会与路易斯碱的HOMO（最高占有轨道）反应。路易斯酸在有机化学的酸催化反应方面有重大的实践意义,如三氯化铝,三氟化硼、三氧化硫和溴化铁等路易斯酸是重要的酸催化剂。BF3·Et2O作为一种强路易斯酸,因为其廉价易得,已广泛应用于多种有机转化。本论文一共包含以下四个章节: 第一章概述了杂环化合物的合成方法,主要包括BF3?Et2O介导的四元杂环化合物,五元杂环化合物,六元杂环化合物以及其他路易斯酸介导的七元杂环化合物合成方法。 第二章介绍了光诱导BF3?Et2O促进的不饱和酰胺氟化成环反应,使用BF3?Et2O作为活化试剂和氟试剂,无需配体或金属,温和的反应条件下生成了一系列带有不同功能基团的含氟噁唑啉衍生物,具有良好的官能团耐受性,并且具有中等至良好的产率。 第三章讲述了***2O作为活化剂和氟试剂,在高价碘的催化下,实现了不饱和脲的氟化成环反应,合成了含氟3,5-苯并氮氧杂卓衍生物。 第四章介绍了烷基汉斯酯可以作为C（sp3）-C（sp3）直接交叉偶联的烷基化试剂。在光氧化还原催化1,5-HAT策略下,汉斯酯作为烷基化试剂时,可以实现区域选择性的C（sp3）-H烷基化,1°、2°、3°烷基化在标准条件下均可以发生。

关键词： 多组分反应   氮杂环   四唑-四氢异喹啉   三氮唑-苯二氮卓   三环胍  

摘要： 多组分反应具有原子经济性、高选择性、反应条件温和以及环境友好等特点,是快速、高效构建出复杂多样化合物的有力“工具”。同时,含氮杂环是杂环化合物中重要的结构之一,它与我们的日常生活密不可分。据统计FDA批准的小分子药物中59%含有N杂环。除了医药领域,N杂环化合物还在材料、军工、染料、配位化学等领域有广泛的应用。本论文通过设计多个多组分反应衍生化构建了一系列的含氮杂环化合物。 第一部分发展了含有四氮唑结构的-1,2,3,4-四氢异喹啉杂环化合物的合成方法,使用邻溴苯甲醛、烯丙基胺、TMS-N3、异腈为Ugi四组分原料,经过Ugi-Azide/分子内Heck环合两步反应构建出包含四氮唑和四氢异喹啉骨架的复杂含氮杂环化合物。针对Ugi底物中裸露的仲胺会对Heck环合造成影响,通过N-保护的策略成功解决了该问题。 第二部分描述了邻叠氮基苯甲醛、炔丙胺、异腈和TMS-N3参与的四组分Ugi-Azide/Click串联反应,在非催化条件下一步构建出包含四氮唑和三氮唑的苯并二氮卓骨架化合物。该方法具有反应条件温和、产物易分离和原子利用率高的优点。 第三部分介绍了一种三环胍衍生物的合成方法。利用马来酰亚胺、氨基酸酯盐酸盐和芳香醛三组分通过1,3-偶极环加成反应获得中间体后,再通过Pd2（dba）3催化的异腈插入/内酰胺化串联反应高效构建出25个高度稠合的三环胍化合物。该方法具有合成骨架新颖、反应条件温和、底物普适性好、反应收率高等优点。

关键词： 三环稠合   杂环骨架   双环化  

摘要： 以Imiquimod、Helenalin、Haplophyllidine为代表的活性分子均为三环稠合杂环化合物,具有丰富的药理活性.该文叙述了构建三环稠合杂环骨架的双环化反应研究,通过构建异喹啉酮、苯并呋喃、环戊烯并噻喃、吡喃并吡唑等骨架,合成了苯并异喹啉酮、萘并呋喃、苯并噻喃并环戊烯、色烯并吡唑等三环稠合杂环化合物.反应历程涉及[2+2+2]反应、羟醛反应、单电子转移、[4+2]反应等过程.