关键词： 多环喹喔啉   喹喔啉酮   杂环烯酮缩胺   合成  

摘要： 喹喔啉及其衍生物是一类重要的含氮杂环化合物,具有抗肿瘤、抗HIV等药物活性,对一些病原性微生物也具有较好的抑制活性。被广泛用于医药、杀菌、杀虫、除草、植物生长调节以及光电材料等方面。 杂环烯酮缩胺及其衍生物不仅具有抗肿瘤、抗菌、杀虫等生物活性,而且是一类多功能反应中间体,被广泛应用于构建具有多种生物活性的各类有机杂环化合物。 本文发展了一种以二氯喹喔啉(4)与杂环烯酮缩胺(7)为原料,通过“一步法”反应构建多环喹喔啉类杂环化合物(9)的合成方法。合成首先从邻苯二胺(1)出发,与草酸二乙酯(2)反应合成喹喔啉酮(3),将喹喔啉酮(3)与三氯氧磷经卤代合成二氯喹喔啉(4)。再从取代苯乙酮(5)出发合成二甲缩硫醚(6),将(6)与乙二胺、1,3-丙二胺或1,4-丁二胺反应生成杂环烯酮缩胺衍生物(7a-7j)。最后以2,3-二氯喹喔啉(4)和杂环烯酮缩胺(7a-7j)为砌块,在K2CO3催化下,在DMSO中120℃反应,一步反应合成得到了14个未见文献报道的多环喹喔啉类杂环化合物(9a-9n)反应收率为45%～60%。当以五元环杂环烯酮缩胺(7k-7m)为原料在相同条件下反应时,得到的3个产物为区域选择性反应取代产物(9o-9q),反应收率为70%～78%。 文中目标化合物以及中间体均经1HNMR,13CNMR, HRMS, IR等波谱数据证实,其中对目标产物9a进行了单晶培养并进行了X-单晶衍射分析证实其结构。该合成方法具有原料价廉易得、合成路线简捷、操作简便、反应条件温和等特点,且未见国内外报道。多环喹喔啉类杂环化合物的简捷合成为今后进一步的药理活性研究打下了结构多样性含氮杂环化合物的分子基础。

关键词： 离子液体   绿色化学   多组分反应   杂环化合物  

摘要： 杂环化合物是有机化合物的重要组成部分，在医药、农药、功能材料、染料及生物领域等有着广泛的应用。因此，对杂环化合物的合成研究具有重要意义。 近年来，离子液体由于其独特的性质，如热稳定性高；蒸气压低,不易挥发，不可燃、有良好的溶解能力，可回收利用等，被认为是一种绿色溶剂，在化学界受到极大的关注。本论文基于绿色化学的发展要求，研究了离子液体中杂环化合物的合成。本论文由五部分组成。 第一部分介绍了国内外离子液体和多组分反应的发展现状及优势所在，提出了论文的选题依据、意义和创新点。 第二部分介绍了以离子液体[bmim]Br作为反应介质，以芳醛，2-羟基-1,4-萘醌和达咪酮或1,3-环己二酮为原料的三组分反应，为苯并[b]氧杂蒽衍生物提供了一条简单、方便的合成方法。 第三部分介绍了以离子液体作为反应介质，以芳醛，2-羟基-1,4-萘醌，2-氨基苯并咪唑为原料的三组分一锅法合成了一系列嘧啶并[1,2-a]苯并咪唑衍生物。此方法具有产率高、操作简便、环境友好等优点。 第四部分介绍了以离子液体作为反应介质，以芳醛，2-羟基-1,4-萘醌和2-氨基-4,6-二羟基嘧啶为原料的三组分反应，高产率的得到了一系列苯并嘧啶并喹啉类化合物。 第五部分介绍了离子液体作为反应介质，以2,4-二羟基吡啶，2-萘胺和芳醛为原料三组分一锅法合成一系列萘并萘啶酮衍生物，该方法产率高，操作简单，环境友好。 所有产物的结构经红外光谱、高分辨质谱和核磁共振氢谱表征，产物21a-21q还进行核磁共振碳谱表征，并研究了其紫外和荧光性质。所有反应均提出了可能的反应机理。

关键词： 微波辅助   Suzuki-Miyaura偶联反应   脱羧基化偶联反应   Ugi反应   1,4-苯并噁嗪   异吲哚啉-1-酮  

摘要： 杂环化合物是有机化合物中最庞大的一类化合物,广泛存在于生物碱,核酸,抗生素等许多具有生物活性的分子中,也是许多药物分子的重要骨架结构,因而,寻找合适的合成杂环化合物及其衍生物的方法是当前化学研究的热点之一。钯催化的偶联反应是一种构筑C-C键的有效方法,也是杂环化合物的骨架合成或衍生化过程经常用到的方法之一。另外,Ugi四组分反应与其他反应串联也是合成杂环化合物的重要方法。本论文的研究内容主要包括用“一锅法”Ugi-4CR和O-烷基化反应,钯催化的Suzuki-Miyaura偶联反应合成1,4-苯并嗯嗪骨架或衍生物及通过分子内脱羧基化偶联反应合成异吲哚啉-1-酮类化合物。 第一章简要介绍了Suzuki-Miyaura偶联反应的适用范围、研究现状及脱羧基化偶联反应体系的种类和研究进展。第二章首先概述了1,4-苯并噁嗪衍生物的研究重要性和主要的合成方法。然后,主要探讨了本章的重点内容,Suzuki-Miyaura偶联反应在1,4-苯并嗯嗪类杂环衍生物合成中的应用。从2-氨基苯酚出发,先后通过还原氨基化、O-烷基化和分子内酰化反应合成1,4-苯并嗯嗪骨架化合物。接着,利用本课题组开发的芳基酰胺类膦配体(Aphos)和钯催化剂组成的催化剂体系,在比较温和的条件下,以较高的收率合成了3,4-二氢-2H-1,4-苯并噁嗪类衍生物。 第三章对异吲哚啉-1-酮结构的生物学价值和主要合成方法做了简要描述。本章的主要部分是研究本课题组在研究钯催化的C-H键活化的过程中发现的分子内脱羧基化偶联生成异吲哚啉的反应。从邻溴苯甲醛和苯胺出发,通过氨基缩合、亚胺加成和酰化等一系列反应合成脱羧基化偶联反应前体化合物;而后,反应前体在钯催化剂和dppf等膦配体组成的催化体系作用下通过分子内脱羧基化偶联反应合成异吲哚啉-1-酮类化合物。通过对实验结果的分析,提出了该反应的可能反应机理。 第四章首先概述了多组分反应的发展历史,并重点介绍了Ugi四组分反应的产生、发展以及在串联反应中的广泛应用。微波辅助“一锅法”Ugi-4CR和O-烷基化反应是本章的研究重点。从2-氨基苯酚出发,经过Ugi四组分反应和O-烷基化反应可以高效地合成3,4-二氢-2H-1,4-苯并噁嗪类化合物,收率也很高。通过反应条件的摸索和实验结果的对比可以发现,微波辅助的方法可以大大缩短反应时间,又能维持反应产率不下降,是一种经济有效的合成方法。 论文的最后列出了实验步骤,新化合物的结构表征数据,参考文献以及主要化合物的1H和13C核磁共振图谱。

关键词： 杂环化合物   铜催化   串联反应   2-苯炔基苯并呋喃   苯并咪唑类衍生物  

摘要： 杂环化合物是一类在生命活动过程中非常重要的有机化合物，具有很好的生物活性和药理活性。因此，由过渡金属催化下的串联反应形成C－O键、C－N键的合成方法学一直以来受到化学家们的高度关注，并得到了广泛应用。本文以现有的合成路线为基础，以过渡金属催化串联反应为出发点，对杂环化合物的合成方法进行了研究，取得的创新成果如下： 1.铜催化串联反应合成苯并呋喃类化合物的研究 在传统的过渡金属串联反应中，由于金属钯催化剂对官能团的广泛底物适应性、低毒性以及高效的区域选择性而被广泛应用。铜相对于贵金属价格比较便宜，作为过渡金属催化剂应用于催化合成具有重要的研究价值和现实意义。将15mol%碘化亚铜、DABCO和TBAF组成的复合催化体系应用于溴代烯烃的串联反应，高效地合成了2-苯炔基苯并呋喃。这类催化剂催化上述反应最高可以得到91%的收率获得2-苯炔基苯并呋喃。该催化剂不仅突破了贵金属钯催化剂和有毒膦配体的限制，而且显示了广泛的底物适应性，得到了各种取代的苯并呋喃的衍生物。在此基础上，我们研究了该反应的催化循环，并认为经过氧化加成得到的四配位三价铜化合物是该反应过程中的中间体，此后经过还原消除得到苯并呋喃的衍生物。此外，我们还将Pd/C催化体系应用于2-苯炔基苯并呋喃氧化反应，得到了70%收率的苯并呋喃苯乙酰类化合物。金属铜催化串联合成苯并呋喃类化合物的合成路线简单、价格低廉且操作简便，同时又有良好的底物适应性。 2.钯催化串联反应合成苯并咪唑类化合物的研究 钯催化串联反应是形成C－O键、C－N键的重要反应。在这一领域中，钯催化串联反应具有条件温和、选择性高和广泛的官能团适应性等优点，被人们所重视。在合成复杂环状化合物中具有明显的特点，已经成为一个快速发展的领域。相对于现有的合成方法，采用钯催化串联反应进行C－O键、C－N键的形成有着无可替代的优势。我们利用醋酸钯与三苯基膦组成的复合催化剂体系，在优化条件下，2-苯基苯并咪唑与邻二溴苯、邻二氯苯通过C－N，C－H串联反应获得了较高的收率。拓宽了过渡金属钯催化C－N，C－H串联反应底物的适应范围。对于2-取代呋喃、噻吩苯并咪唑类衍生物也具有良好的底物适应性。该反应以廉价易得的邻碘苯胺、叠氮化钠和苯甲醛为起始原料，且具有良好的底物适应性和区域选择性，一锅法得到了新型的苯并咪唑类化合物，这对合成苯并咪唑类化合物是一个成功的探索。

关键词： 类天然化合物   杂环烯酮缩胺   多环吡啶   多环吲哚   多样性导向合成  

摘要： 多环吡啶、多环吲哚等天然杂环化合物具有优良的抗菌、抗肿瘤、抗HIV等生物活性。以天然药物分子为先导,采用多样性导向合成策略,简捷高效地设计合成具有分子多样性的类天然杂环化合物并进行生物活性研究,对研究开发自主知识产权的药物具有重要意义。 本文以杂环烯酮缩胺及硝基葡烯糖为主要合成砌块,设计合成三大类共十二类类天然杂环化合物,总计353个化合物。对部分化合物进行了抗菌、抗肿瘤、荧光及细胞成像等生物活性的研究。 一、多环毗啶类化合物的合成及性质 茚并喹啉类化合物：通过串联反应一步法合成分子多样性多环茚并喹啉化合物。产物经体外抗瘤活性筛选,其中10c和10r具有较好细胞毒活性(Scheme1)。 多环咕吨酮及双环吡啶类化合物：构建多环咕吨酮化合物库及双环吡啶化合物库并对其进行荧光光谱性质及细胞成像的研究。部分化合物具有较好的pH荧光探针性能及较好的生物相容性和细胞穿透性(Scheme2)。 吡啶并香豆素类化合物：构建吡啶并香豆素化合物库(Scheme3)。咪唑并吡啶类化合物：构建了咪唑并吡啶类化合物库(Scheme4)。 嘧啶/苯并二氮杂(?)类化合物：合成手性侧链嘧啶/苯并二氮杂(?)类化合物库(Scheme5)。 二、多环吲哚类化合物：螺环吲哚酮化合物和多卤代吲哚化合物的合成 螺环吲哚酮化合物：高立体/区域选择性合成螺环吲哚酮化合物库(Scheme6)。 多卤代吲哚化合物：构建了多卤代吲哚化合物库(Scheme7)。 三、α-位取代杂环烯酮缩胺的合成 2-亚磷酸二乙酯基杂环烯酮缩胺：发展了一种以Mn(OAc)2/KMnO4复合催化体系代替Mn(OAc)3合成2-亚磷酸二乙酯基二甲缩硫醚的方法(Scheme8)。 Z构型杂环烯酮缩胺化合物：构建了2-吡唑啉酮基杂环烯酮缩胺化合物库及2-香豆素基杂环烯酮缩胺化合物库(Scheme9)。 2-亚硝基杂环烯酮缩胺类化合物：发展了一种新型有机亚硝基化试剂并构建了2-亚硝基杂环烯酮缩胺化合物库(Scheme10)。

关键词： N-杂环卡宾   串联反应   氢化喹啉酮   吡唑啉酮   稠合吡啶酮  

摘要： 本论文研究工作包括以下四部分： 第一部分：综述近年来N-杂环卡宾催化串联反应的应用，以及本论文在选题方面的依据和实验设计的思路。 第二部分：首先介绍了喹啉酮的意义及目前在合成该类化合物方面的研究，在此基础之上提出了可行的研究方案。我们成功构建了一系列的取代氢化喹啉酮衍生物。 第三部分：首先介绍了作为氮杂环化合物的稠合吡啶酮的研究意义，该方面已有的研究现状，在此基础上，我们设计了新的合成路线，有目的的合成出了目标化合物，在不对称合成方面，做了初步研究。 第四部分：首先介绍了研究吡唑啉酮的意义及研究现状，在此基础上，我们设计出了N-杂环卡宾催化合成吡唑啉酮的方案，利用该方法构建了一系列的吡唑啉酮化合物。 所有的化合物都经过红外光谱、核磁共振氢谱和高分辨质谱表征，部分化合物结构经过核磁共振碳谱确证，对本论文的研究内容提出了可能的反应机理。

关键词： 均相金催化   炔烃   α-羰基金卡宾   α-乙酰氧基酮  

摘要： 作为有机化学研究最受关注的领域之一，均相金催化化学在近几年得到了蓬勃的发展，也取得了大量颇具价值的研究成果。金具有特殊的π-酸性，可以与烯炔类π-键配位起到活化π-键的作用，进而发生多种类型的反应，例如与亲核试剂反应、氧化偶联反应以及炔丙酯重排反应等。 许多均相金催化反应都涉及金卡宾中间体的概念。金卡宾作为金属卡宾的一种，不仅可以通过金属配合物催化重氮卡宾分解生成，而且在许多亲核进攻反应中，表现出类似重氮卡宾的反应性质。-羰基金卡宾作为一种独特的卡宾结构，通常是由金配位的炔烃与含有亲核性氧的氧化剂反应得到的。在许多已经报道的均相金催化氧化反应中，-羰基金卡宾中间体表现出了较高的活性，能够进行多种官能团转化反应。 本论文主要研究金催化分子间氧化末端炔基生成的-羰基金卡宾中间体在羰基化合物和四、五元含氮氧杂环化合物合成中的应用，研究工作包括以下五个部分： 1.本文发展了一种金催化分子间氧化炔烃合成-乙酰氧基酮类化合物的通用方法。-乙酰氧基酮是一种在有机药物合成领域有着重要作用的中间体化合物，本文以末端炔烃为初始原料，利用金催化氧化反应以较好的产率一步合成该化合物。反应机理包括金催化分子间氧化炔基生成-羰基金卡宾中间体，然后金卡宾中间体与乙酸反应实现O-H键插入或者与乙酸乙酯反应实现C-O键插入。该方法利用-羰基金卡宾中间体代替已报道方法中危险的-重氮羰基化合物，而且反应过程不要求无水无氧条件，操作及后处理简便。 2．本文探索了一种金催化分子间氧化炔烃合成羰基甲磺酸酯类化合物的方法。反应机理包括金催化分子间氧化炔基生成-羰基金卡宾及THF分子C-O键断裂开环反应。本文以末端炔烃为初始原料，利用金催化氧化反应以较好的产率一步合成该化合物。此外，将反应溶剂换成四氢吡喃、1,4-二氧六环等其他的含氧杂环时，反应依然可以顺利进行，并且以良好的产率获得相应的杂环开环产物。 3．本文建立了一种通过金催化氧化末端炔烃生成-羰基金卡宾中间体与N,N-二甲基甲酰胺反应生成1,3-二酮类化合物的新方法，实现了-羰基金卡宾中间体的C-N键插入反应。本文以末端炔烃为初始原料，利用金催化氧化反应以较好的产率一步合成该化合物。该反应的反应条件极其温和，官能团兼容性强。 4．本文探索了一种金催化分子间氧化炔基磺酰胺化合物高效合成3-氮杂环酮类化合物的方法。反应机理包括金催化分子间氧化炔基生成-羰基金卡宾及卡宾分子内N-H键插入环化。对甲苯磺酰基作为反应中氨基的保护基，保证了反应的顺利进行。3-氮杂环酮作为药物研发中一类重要的生物活性结构，其合成方法受到有机化学家们的深入研究。本方法以首先通过一锅法制备炔基磺酰胺底物，然后利用金催化氧化反应以较好的产率一步合成该化合物。 5．本文利用了已知的金催化氧化末端炔烃与腈反应生成2,5-二取代噁唑的方法，合成了一系列5-芳基-2-甲基噁唑化合物，并对新合成的化合物进行了体外抗癌活性测试。抗癌活性测试结果表明，新合成的噁唑化合物，均具有一定的体外癌细胞抑制活性，其中5位萘基取代的化合物活性最优，与对照药顺铂的活性基本持平。

关键词： 抗癫痫   拼合   最大电惊厥   酞嗪   杂环  

摘要： 癫痫是一种令人讨厌的中枢神经系统疾病。目前临床上对癫痫病的治疗首选药物治疗。然而,临床上现有的抗癫痫药物不能很好地满足患者需要,研究新的抗癫痫药物意义重大。通过对酞嗪类化合物进行杂环拼合,以期得到具有高抗癫痫活性,低神经毒性的新化合物,为开发具有自主知识产权的新骨架的抗癫痫药奠定基础。 研究方法：采用以双酮酞嗪为起始原料,经氯代和肼解等反应,得到34个目标化合物。对所合成的化合物采用1H-NMR和IR确证化合物的结构；对所合成的化合物采用最大电惊厥实验评价了抗癫痫活性,采用旋转法评价了所合成化合物的神经毒性,将活性最好化合物进行多种化学物质诱导·的癫痫模型试验。 研究结果：在对酞嗪并杂环类化合物研究中,发现具有高抗癫痫活性,低神经毒性的化合物14,其对抗最大电惊厥实验的半数有效量为9.3mg/kg,同时,该化合物展示出较低的神经毒性,综合评价该化合物明显优于卡马西平的作用结果。 结论：(1)通过对母核的拼合,使抗癫痫活性有所提高； (2)得到化合物14一个具有较高抗癫痫活性,较低神经毒性的化合物； (3)本研究工作具有一定的参考意义,为进一步研究奠定基础。

关键词： 1,3-偶极环加成   异腈   异喹啉衍生物   喹唑啉   吡唑并喹唑啉衍生物  

摘要： 含氮的杂环化合物广泛存在于天然化合物和生物活性分子中，并且在医药、农药工业等领域发挥着重要的作用。异喹啉、吡唑、喹唑啉环骨架是许多天然产物的核心结构单元，并显示出很好的生物活性，具有广泛的应用前景。基于此，本论文主要研究了通过1,3-偶极环加成的方法合成了异喹啉类衍生物和吡唑并[1,5-c]喹唑啉类衍生物。 本论文的内容主要分为三个部分。 首先，简要介绍了1,3-偶极环加成反应的发展及其在有机合成中的应用。 其次，通过1,3-偶极环加成反应合成了1-氨基异喹啉类化合物，该反应以2-炔基苯甲醛肟与异腈基乙酸酯为原料，2-炔基苯甲醛肟在路易斯酸的作用下形成较稳定的硝酮类1,3-偶极子，在AuCl催化下再与异腈基乙酸酯作用，经过环加成，重排过程，最终得到脱去一分子CO的氨基异喹啉类衍生物。 最后，发展了一种无金属催化下[3+2]偶极环加成合成吡唑并[1,5-c]喹唑啉类化合物的方法。目前已见报道的吡唑并喹唑啉衍生物的合成方法很少，本论文中以N-取代的马来酰亚胺与喹唑啉类偶极子为原料，三乙胺为碱，THF为溶剂，通过1,3-偶极环加成的方式合成了N-马来酰亚胺并吡唑并喹唑啉类化合物。该方法原料易得，条件温和，产物收率高，原子经济性好。

关键词： 含氮杂环   N-羟基-1,4-二氢吡啶   二氮杂双环   环丁烷   环丁烯  

摘要： 在杂环化合物中，含氮杂环化合物占据着重要的位置，由于其存在着独特的生物活性，得到许多化学家的青睐。1,4-二氢吡啶类化合物作为一类重要的钙拮抗剂，普遍用于治疗高血压、心绞痛、心律失常等心血管疾病。氮杂四元环类化合物具有特殊的抗菌活性，且由于其特殊的张力结构，在许多转换反应中有着重要的作用，可以作为许多氨基酸、生物碱及其它天然或非天然生物大分子化合物的合成中间体。因此，研究1,4-二氢吡啶和氮杂四元环类化合物的合成具有重要的意义。本论文的主要工作是围绕两类含氮杂环化合物的设计与合成方法而展开的，具体包括以下两方面内容： 1.“一锅法”合成4-芳基-N-羟基-Hantzsch酯 研究“一锅法”合成N-羟基-Hantzsch酯，这种方法温和简便。其关键步骤是在相对较低的温度下（0oC）来控制第一步的迈克尔加成反应，从而阻止其发生进一步环化。通过考察碱、溶剂来优化该步反应的最佳条件，并以中等产率合成一系列对称及不对称的N-羟基-Hantzsch酯。此外，在N-羟基-Hantzsch酯的-OH基团上容易发生进一步转变或引进其它分子，从而可研究其潜在的药用价值。该方法具有反应原料便宜易得、操作简单及反应条件温和的优点。 2.碘存在下1,3-二氮杂双环庚烷和庚烯的选择性合成研究 以查尔酮和取代的丙二酸二乙酯为原料，在碘和碱的存在下，“一锅法”高立体选择性地合成了1,3-二氮杂双环庚烷和庚烯类化合物。详细考察了碱、溶剂和反应温度对反应的影响，并开发出一种高产率、高立体选择性的构建咪唑啉衍生物的有效方法。此外，还研究了1,3-二氮杂双环庚烷在不同亲核试剂存在下的开环反应。该方法具有实验条件温和、操作简单、原料易得、高化学选择性和立体选择性及适用范围更广的优点。