关键词： Ullmann交叉偶联反应   铜催化   杂环化合物   化学选择性  

摘要： 铜催化的Ullmann偶联反应可以方便地生成sp2碳-碳、碳-杂键，是有机合成的重要手段之一。我们的工作就是通过发展氨基酸/铜催化体系，研究在温和条件下生成碳-氮键的Ullmann类偶联反应并将其应用到具有生理活性化合物的合成。\n 在本文第二章中，我们研究了邻位酰胺和氨基酸共同促进的碘化亚铜催化的Ullmann芳基胺化反应。在该反应的基础上，我们发展了一条由邻卤代苯酰胺和酰基肼反应合成1-氨基苯并咪唑杂环化合物的串联方法。在邻溴三氟乙酰苯胺和叔丁氧羰基肼的模板偶联中我们考察了溶剂、碱、配体、温度对反应的影响，最后筛选出了最佳条件。芳基卤化物邻位为三氟乙酰胺时候，芳基溴化物和酰基肼在室温下反应，偶联中间体通过直接加热或在酸性条件下加热环缩合合成了1-氨基苯并咪唑化合物。含有吸电子基团还是含有供电子基团的芳基溴化物都能在温和的条件下和各种酰基保护的肼反应，并给出优异的结果。当邻位为烷基酰胺的时候，芳基碘化物与叔丁氧羰基肼的反应可以在35℃下进行，偶联中间体通过进一步环缩合可得到中等收率的1-氨基苯并咪唑化合物。\n 在本文第三章中，我们首先发展了一个由芳基碘化物与N-取代-N\'-酰基肼反应合成N，N-二取代肼类化合物的方法。对底物的拓展中发现，无论芳基碘代物带有吸电子基还是供电子基，偶联反应都具有很高的效率。各种酰基保护的N-芳基肼与芳基碘化物都可以发生偶联反应得到良好的收率。由于的电子效应的影响，N-烷基-N\'-酰基肼与芳基碘化物反应只能以中等收率获得N-烷基-N-芳基肼类化合物。我们还对芳基溴化物与N-芳基-N\'-酰基肼经偶联/脱酰基/环化一锅法合成1-芳基吲唑类化合物进行了研究。我们以邻溴苯乙酮与N-苯甲酰基-N\'-苯肼的反应进行尝试，发现在偶联结束获得N，N-二取代肼类化合物之后，向反应体系中加入冰醋酸于60℃下反应7小时便几乎定量的合成了1-苯基吲唑类化合物。获得优化条件后，我们对底物进行了拓展，发现具有各种取代基团的溴化物可以得到较好的产率；具有供电子取代基的苯肼可以得到较好的产率，带吸电子取代基的底物产率较差；通过此方法还获得了一系列3-取代为脂肪、氢、羟基、酯基、芳香、杂环的吲唑化合物。同时，我们还对反应机理做了初步的探讨，认为邻溴芳基化合物与N-苯甲酰基-N\'-芳基肼的偶联反应是在邻位羰基的活化促进下进行的，并以相关的实验进行了验证。此外，我们还研究了N-芳基-N\'-酰基肼与芳基碘化物的偶联反应用于合成1-芳基吲哚类化合物。芳基碘化物与N-芳基-N\'-酰基肼经偶联得到N，N-二取代肼类化合物，再在酸性条件下水解并与酮缩合生成腙，然后经Fischer吲哚重排一锅生成1-芳基吲哚类化合物。对参与反应的底物进行了考察，发现无论支链酮还是环状酮都可以得到较好的产率。在迁移重排过程中更倾向于电子密度高的芳环，具有较高的化学选择性。

关键词： 阿片受体   哌啶   杂环   拮抗剂  

摘要： 利用计算机辅助药物设计技术设计了6个可能具有阿片κ受体亚型或次亚型作用的哌啶类衍生物。其中化合物4-(噻唑-2-基)哌啶和3-(3-丙基-1,2,4-恶二唑-5-基)哌啶已被成功合成,总收率分别为26.2%和60%。对中间体和目标产物进行了LC-MS、1H NMR和元素分析表征。

关键词： 过渡金属催化   芳杂环化合物   反应机理   结构性质  

摘要： 本论文主要介绍了三种与杂环化合物相关的有机合成方法，具体包括:(1)二价钯催化的杂环化合物的烯丙基和苄基化反应。(2)通过三价铁催化的酚与炔丙醇的串联反应合成苯并呋哺和萘并吡喃衍生物。(3)通过二价钯催化的烯丙醇与1，3-二羰基化合物的串联反应合成α，β，γ，δ-不饱和羰基化合物并将其进一步应用于多取代吡啶衍生物的合成。\n 本论文共分为三章，第一章综述了杂环化合物的烯丙基和苄基化反应的研究进展，在此基础上提出了选题依据。接着论述了一种PdCl2高效催化的，含O、S、N杂环化合物在没有酸碱、配体以及其它添加剂存在下的烯丙基和苄基化反应。该方法代表了为数不多的简单、清洁、底物适用广泛、原子经济的杂环官能团化的例子。反应机理的研究结果表明，该反应有可能经过Pd(0)催化的Tsuji-Trost路径。\n 第二章对苯并呋喃和苯并吡喃的合成研究进展进行了介绍，根据文献调研结果提出了实验设计思路。然后描述了一种由简单的酚与炔丙醇为底物，在FeCl3·6H2O的催化下，一锅串联合成多取代苯并呋喃和萘并吡喃的方法。实验结果表明，生成的苯并呋喃和萘并吡哺的结构特征由炔丙醇的结构性质所决定。我们对苯并呋喃和萘并吡喃形成的反应机理进行研究，并根据萘并吡喃形成的反应机理，成功地通过一锅三组分反应合成了3-碘代萘并吡喃衍生物。\n 第三章介绍了α，β，γ，δ-不饱和羰基化合物合成方法的研究进展，以此为依据结合第一章的工作提出了实验研究策略。随后论述了一种通过钯催化的脱水烯丙基化，H-迁移和氧气氧化的δ-氢消除等串联过程，高效合成E,E-α，β，γ，δ-不饱和二羰基化合物的方法。该方法具有简单、清洁、高收率、高立体选择性、原子经济等优点。此外，我们将此类α，β，γ，δ-不饱和二羰基化合物应用于多取代吡啶衍生物的合成。

关键词： 5,6元杂环化合物   多组分串联反应   噁嗪衍生物   纺锤体驱动蛋白抑制剂   PET显像剂   18F标记  

摘要： 5,6元杂环化合物在化学、生物学和材料科学等领域表现十分活跃。多组分串联反应是一种会聚性反应,是有机化学的前沿领域和热点,利用高效的多组分串联反应合成5,6元杂环化合物具有重要的研究和应用价值。 本文在综述了多组分串联反应的代表性文献基础上,开展了多组分串联反应合成5,6元杂环化合物的研究工作,主要内容有： 1.3,6-二氢-1,3-噁嗪衍生物的合成。1,3-噁嗪衍生物具有多种生物活性。本章在综述了1,3及1,4-偶极多组分环加成反应的代表性文献的基础上,探索了合成3,6-二氢-1,3-噁嗪衍生物的新方法,即α,β-不饱和亚胺,丁炔二酸酯,芳香醛三组分反应,一锅法合成3,6-二氢-1,3-噁嗪衍生物,收率为36-97%,并采用X-单晶衍射、1H NMR、13C NMR、IR以及HRMS对合成的34个新化合物进行了结构表征。此方法无需催化剂及其他添加剂,操作步骤简单,条件温和。该研究提供了一种新颖的合成高度衍生化的3,6-二氢-1,3-嗯嗪衍生物的方法。 2.18F标记纺锤体驱动蛋白(KSP)抑制剂探针前体的合成。KSP抑制剂是近十多年发展的一类新型的抗肿瘤药物。开发用于治疗和诊断肿瘤的同位素标记的KSP抑制剂探针(显像剂)具有重要的理论和应用价值。本章基于Biginelli反应,Povarov反应等多组分串联反应为合成手段,在相关活性分子结构的基础上,设计合成18F标记KSP抑制剂PET显像剂前体,获得10个5,6元杂环的18F标记KSP抑制剂前体及19F标记物对照样。并采用1H NMR、13C NMR以及ESI等对其结构进行了表征。为18F标记合成KSP抑制剂研究打下了良好的基础。

关键词： 离子液体   氮杂环化合物   有机合成   氮杂环硝胺类化合物   3,4-二氢嘧啶-2-酮衍生物   喹喔啉衍生物   四氢-β-咔啉类化合物   吡咯衍生物   2,4,5-三取代咪唑衍生物   超声波   微波  

摘要： 氮杂环化合物是一类重要的杂环化合物,在功能材料、医药、农药和生物等领域有着广泛的应用,开展对氮杂环化合物的合成研究具有重要的意义。传统的化学合成方法由于在化学反应和分离过程中使用了大量有毒有害、易挥发的有机溶剂,造成了对环境的严重污染。离子液体是一种新型的绿色溶剂,是绿色化学的研究热点之一。功能化离子液体的发展,使离子液体不但可以作为溶剂,而且可以作为催化剂在有机合成中发挥着越来越多的作用。本论文基于绿色化学的发展要求,研究了离子液体体系中氮杂环化合物的合成。 论文考察了咪唑型、己内酰胺型、季铵盐型等几种离子液体在3,7-二硝基-1,3,5,7-四氮杂双环[3.3.1]壬烷(DPT)的合成中的应用,结果表明季铵盐型离子液体[TMPSA][HSO4]的效果最好；当[TMPSA][HSO4]用量为脲的10mol%时,优化的反应条件下,DPT的产率达70%。研究了含Br(?)nsted酸性官能团的季铵盐型离子液体在2,5,7,9-四硝基-2,5,7,9-四氮杂双环[4.3.0]壬酮-8(K-56)的合成中的应用,取得了较好的效果；离子液体体系下,高产率地析出了前体化合物2,5,7,9-四氮杂双环[4.3.0]壬酮-8的二盐酸盐一水合物,在对前体化合物硝化之后,得到目标产物K-56,总得率为57%(以脲计)。 研究了离子液体3-(N,N-二甲基-N-十二烷基铵基)丙磺酸的硫酸氢盐([DDPA][HSO4])在水相中催化芳香醛、二羰基化合物、脲的三组分Biginelli反应,合成了一系列的3,4-二氢嘧啶-2-酮衍生物；苯甲醛、乙酰乙酸甲酯、脲在90℃反应20min,相应产物的产率为91%；产物与催化剂通过简单的过滤即可分离,离子液体不经处理即可循环使用。将离子液体N,N,N’,N’-四甲基-N,N’-二磺酸丙基乙二铵二硫酸氢盐([TMEDAPS][HSO4])在水相中催化1,2-二酮和1,2-苯二胺衍生物的缩合反应,从而合成相应的喹喔啉衍生物,产率84-95%；[TMEDAPS][HSO4]含有两个Br(?)nsted酸性官能团,且具有季铵盐相转移催化剂的结构,催化性能很好,可重复使用且没有明显的催化活性的降低。 在PEG1000-DAIL/甲苯温控体系中合成四氢-p-咔啉类化合物,相应的产物产率为88-93%。结果表明,PEG1000-DAIL/甲苯温控体系不仅具有优良的催化性能,且催化剂与产物采用分液方法分离,操作简单,经循环使用且没有明显的催化活性的降低。 采用[DDPA][HSO4]在超声波促进下催化胺与2,5-己二酮的Paal-Knorr反应,从而合成相应的吡咯衍生物,产率78-95%；反应时间大大缩短(如苯胺与2,5-己二酮的反应时间由40min缩短为5min),产率较高,操作方便,后处理简单,离子液体可循环使用,具有一定的实用价值。采用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二氢盐([BMIm][H2PO4])在微波辐射下催化醛、1,2-二酮化合物和醋酸铵的三组分反应,从而合成相应的2,4,5-三取代咪唑衍生物,产率86～96%；微波辐射下,[BMIm][H2PO4]能较好地催化合成2,4,5-三取代咪唑衍生物,反应在数分钟内完成,产率较高,操作方便,[BMIm][H2PO4]循环使用且没有明显的催化活性的降低。

关键词： 噻唑   杂环化合物   微波辐射   生物活性  

摘要： 微波已作为一种有效的技术手段被广泛的应用于有机化学合成领域,具有显著的优点,如节约能源、加快反应速度、提高反应选择性、减少污染、操作简便等。且往往还可以使一些常规加热方法难以实现的反应得以进行。 杂环化学是有机化学中最活跃的研究领域之一。其中的五元杂环化合物广泛存在于自然界,与生物学相关的重要化合物多数为五元杂环类化合物,例如核酸、某些维生素、抗生素、激素、色素和生物碱等。五元杂类环化合物中的1,3-唑类化合物,包括噻唑、咪唑、恶唑等的衍生物。噻唑及其衍生物在化学、医学和农业很多领域是非常重要的化合物。该杂环系统具有广泛的生理活性,因而备受有机化学家和药学家的关注。 本论文主要研究了在微波辐射下噻唑类杂环化合物的合成,主要内容及成果有以下四个方面: （1）建立了微波辐射下N-（4-取代苯基-噻唑-2-基）香豆素类亚胺化合物的合成方法。采用药物拼合原理,设计合成了以香豆素为母体含有噻唑环的一类新型双环杂环化合物。由含不同取代基的水杨醛与乙酰乙酸乙酯在哌啶存在下反应,得到乙酰基香豆素中间体,再与氨基硫脲缩合,得到含香豆素基的缩氨基硫脲化合物,继而与α-溴代芳基酮发生缩合反应,合成了9个未见报道的新的N-（4-取代苯基-噻唑-2-基）香豆素类亚胺化合物,其结构用1H NMR, HRMS,IR进行了确证,初步生物活性测定实验证明部分目标化合物具有良好的抑菌活性。 （2）建立了微波辐射下2-叠氮基-5-羧甲基噻唑烷-4-酮的合成方法。以缩氨基硫脲和顺丁烯二酸酐为原料,冰醋酸作催化剂在乙腈中微波辐射合成了15种2-叠氮基-5-羧甲基噻唑烷-4-酮。另外还合成了3个未见文献报道的含香豆素环的衍生物,其结构用1H NMR, HRMS,IR进行了确证。 （3）建立了微波辐射下N-[(4- （香豆素-3-基）噻唑-2-基]芳醛腙类化合物的合成方法。由含不同取代基的芳香醛与氨基硫脲缩合得到缩氨基硫脲,继而在微波辐射下与α-溴代乙酰基香豆素反应合成了16种新的N-[(4- （香豆素-3-基）噻唑-2-基]芳醛腙类化合物,产率高达66.5% ~ 97.6%.目标化合物的结构通过1H HMR、IR和HRMS进行了确证.其生物活性及药理活性正在进一步研究. （4）建立了微波辐射下一锅法合成了2-乙酰氨基噻唑衍生物的方法。以溴代酮、硫脲和乙酸酐为原料,微波辐射下一锅法合成了9种2-乙酰氨基噻唑衍生物,其中3种含香豆素基的衍生物未见文献报道。该方法操作简单、后处理方便、对环境污染少且产率也较高。所得化合物的结构通过IR、1H NMR和HRMS进行了表征. 上述诸方法和传统方法相比,具有反应时间短、产率高、环境友好和后处理方便等优点。

关键词： 2-氯甲基-3-喹啉甲酸乙酯   苯并呋喃   吡咯并喹啉   酮肟   合成  

摘要： 喹啉及其衍生物是一类非常重要的杂环化合物，特别是含杂原子的平面型杂环喹啉类化合物具有广阔的生物活性，因此对杂环喹啉类化合物的合成具有重要的意义。本论文以2-氯甲基-3-喹啉甲酸乙酯为原料，合成了多种含喹啉骨架的新型杂环化合物。本论文分为以下五个部分： 第一部分，在对近30年来的大量文献检索的基础上，对喹啉及其衍生物的性质、合成以及肟类化合物的研究进展进行了综述。 第二部分，2-氯甲基-3-喹啉甲酸乙酯(1)的合成方法改进，最终以ZnCl、SnCl为催化剂，乙醇为溶剂，以82.3%的收率得到了目标化合物，该化合物的结构经核磁共振谱、红外光谱以及质谱得以证实。 第三部分，以2-氯甲基-3-喹啉甲酸乙酯(1)为原料，与邻羟基苯乙酮及取代的邻羟基苯乙酮(2a-g)通过Williamson反应和分子内缩合反应，以62.0-80.2%的收率得到了2-(3-甲基-2-苯并呋喃基)-3-喹啉甲酸类衍生物(3a-g)，并对它们的结构进行了核磁共振谱、红外光谱、质谱表征。 第四部分，2-氯甲基-3-喹啉甲酸乙酯(1)为底物与苯胺及取代苯胺(5a-g)发生williamson反应及分子内酯交换反应，以73.6-84.4%的收率得到化合物2,3-二氢-1-氧代-2-苯基-1H-吡咯并[3,4-b]喹啉类衍生物(6a-e)及2-(2-苯胺基)甲基-3-喹啉酸乙酯衍生物(6f-g)。它们的结构经过核磁共振谱、红外光谱、质谱得以证实。 第五部分，以化合物2-氯甲基-3-喹啉甲酸乙酯(1)为原料，按照前人方法合成出3-氧杂吖啶酮，此化合物与二茂铁甲醛经羟醛缩合，分别采用四种方法得到了3-亚乙基二茂铁基-1H-吡喃[3,4-b]喹啉-4(3H)-酮(7);另外，3-氧杂吖啶酮在乙醇溶剂中，与盐酸羟胺作用，以83.3%的收率得到3-氧杂吖啶酮肟(8)，(8)又在碱性条件下与酰氯(9a-b)反应得到了2种3-氧杂吖啶酮肟酯(9a-b)。它们的结构经过核磁共振谱、红外光谱、质谱进行了表征。

关键词： 高价碘   催化   Ag2O   氧化偶联   3-乙酰基吲哚酮   咪唑并[1,2-α]吡啶  

摘要： 本论文主要对氧化偶联反应在含氮杂环化合物合成中的应用做了研究,论文分为三章。 第一章是文献综述,介绍了高价碘催化的氧化反应在有机合成中的应用这-研究领域近年来取得的主要研究成果。在这一部分主要介绍了芳基碘和碘盐催化氧化体系。 第二章和第三章是我硕士期间的研究工作。第二章的内容是3-乙酰基吲哚酮的合成方法学研究：利用Ag2O作为氧化剂,实现了α-乙酰基乙酰苯胺的分子内氧化偶联反应,发展了新的3-酰基吲哚酮的合成方法学；第三章介绍了β-酮酯和1,3-二酮与2-氨基吡啶在四丁基碘化铵和叔丁基过氧化氢作用下的碳-氮氧化偶联反应。用0.1当量的四丁基碘化铵做催化剂,2当量的叔丁基过氧化氢做氧化剂,同时加入催化量的路易斯酸BF3·Et2O,β-酮酯和1,3-二酮与2-氨基吡啶发生串联的氧化偶联/环化缩合反应,生成咪唑并[1,2-a]吡啶。该反应为咪唑并[1,2-a]吡啶的合成提供简单、高效的途径。

关键词： 双环吡咯   双环吡啶酮   杂环烯酮缩胺  

摘要： 含氮杂环化合物是一类非常重要的化合物,因具有良好的生物活性和广泛的用途等特点而备受化学家们的关注。近年来,已有许多含氮杂环化合物被开发成医药和农药产品。多数杂环农药对哺乳动物、禽类和鱼类的毒性低,而对害虫和病菌具有高选择性。 双环吡咯类杂环化合物具有抗肿瘤、抗菌、镇痛消炎等突出的生物活性,如酪蛋白激酶2抑制剂、5-羟色胺拮抗剂等均含有双环吡咯结构单元。双环吡啶酮类化合物亦具有抗肿瘤、抗炎、止痛等突出的生物活性,同时双环吡啶酮结构又是药物常见的结构单元,如喜树碱、石杉碱甲等天然产物骨架中都含有双环吡啶酮结构。本文主要研究内容如下： 1.从简单易得的取代苯乙酮1出发合成二甲缩硫醚2,产物再与乙二胺、1,3-丙二胺或1,4-丁二胺反应合成了一系列的杂环烯酮缩胺3。 2.用易得原料丁炔二酸二乙酯或丙炔酸乙酯5和碘在CHCl3作溶剂回流制得二碘代丁烯酸二乙酯或二碘代丙烯酸乙酯6,该反应具有操作简单、收率高等优点。 3.建立了以杂环烯酮缩胺3与二碘代烯酸酯6在PdCl2/Cs2CO3催化下简捷高效合成双环吡咯和双环吡啶类杂环化合物的新方法。以71-93%的产率合成了20个新的双环吡咯类化合物7a～7t,以43～62%的产率合成7个新的双环吡啶酮类杂环化合物8a～8b,9a～9e。 4.所合成的化合物均未见文献报道,所有产物结构均已得到IR、1HNMR,13C NMR和MS等波谱数据的证实。其中,我们还对化合物7g进行了单晶衍射分析,确证了该类化合物的结构。 5.本文还对并环吡咯类化合物及双环吡啶酮类化合物的合成和应用进展进行了综述。

关键词： 棒状液晶   希夫碱   齐聚噻吩   1,3,4-噁二唑  

摘要： 作为光电功能材料，有机π共轭材料的发光效率和载流子迁移率是决定有机光电器件性能的重要参数，它不仅决定于材料的分子结构，而且取决于分子聚集体中分子的堆积模式(即聚集态结构)。 液晶材料拥有独特的性能，可以形成高度有序的自组装薄膜，实现分子堆积模式的有序度。那么基于液晶材料的基础如何改变其分子结构以利于载流子传输是很有价值的研究课题。本文通过设计不同的分子结构，合成一系列化合物，分子结构通过1HNMR和UV-vis光谱得到证实。并利用差示量热分析仪（DSC）和偏光显微镜(POM)分析对化合物的热致和相行为进行分析。 本硕士论文工作分为四部分： 1.鉴于噁二唑环良好的电子传输性能以及六苯并蔻类(HBC)大共轭体系在有机载流子传输中优异的性能，本论文设计合成了六噁二唑基苯化合物，在合成路线上我们考虑到合成条件温和不苛刻，不用无水无氧条件以及不用像丁基锂这样的催化剂等。此外，论文用合成噁二唑环的方法得到含奇数碳的端基长链。 2．基于噁二唑环和噻吩环优异的光电特性，本论文有目的地从探索其作为LC材料的应用角度出发，设计、合成有机噻吩环噁二唑相连的化合物。 3．在齐聚噻吩优异的光、电性能基础上，结合希夫碱良好的棒状液晶连接基团，在三联噻吩两端/一端连上柔性链段，本论文设计合成了带希夫碱型长链的两种棒状齐聚噻吩化合物。 4．最后论文通过DSC和POM测试对两种液晶化合物的热致和相行为进行分析。