摘要： Scope and method of study. Research. Findings and conclusions. An efficient route to synthesize various heterocycles has been developed based on tandem reactions initiated by a dissolving metal reduction. New methods have been developed which involves either the use of a tandem reduction-reductive amination, reduction-cyclization or a reduction-lactamization sequence to achieve potentially valuable target molecules. The key steps involved in the procedure are (i) reduction of an aromatic nitro group using iron in presence of an acid followed by (ii) intramolecular cyclization with either an aldehyde, ketone, ester or α,β-unsaturated ketone. Different heterocycles such as carbazoles, pyridoindolones, spiro-fused 3,4-dihydro-2(1H)-quinolinone derivative, two tricyclic linear fused rings system, aryl and alkyl dihydro-4(1H)-quinazolinones, 4(1H)-quinolinones and dihydroquinolinones were successfully synthesized by this method. The use of these mild procedures allows reasonable structural variation and avoids the use of hazardous reagents or expensive catalysts. Some of the heterocyclic targets prepared by this method are currently used as drugs or are precursors to drugs in advanced clinical studies. A commercial route for the synthesis of SHetA2 heteroarotinoid ring was developed. Syntheses of metabolites of SHetA2 were developed using a 17-step synthetic route.

关键词： 串联   多组分反应   多样性   杂环化合物  

摘要： 多组分反应是近年来化学及相关领域研究和应用都非常广泛的合成技术,也是实现多样导向性合成的主要途径之一。本论文的主要研究内容是发展新的多组分反应来合成具有天然产物或药物/先导化合物分子中的杂环骨架衍生物。主要内容如下： 首先,研究了3-未取代异吲哚酮以及3-取代异吲哚酮的合成。第一步,通过邻苯二甲醛和脲/酰胺类化合物的串联反应,一锅法合成了3-无取代异吲哚酮。我们通过质谱跟踪、串联质谱碎裂以及氘代标记实验成功证实了异吲哚酮亲核中间体的存在。在此基础上,我们设计了3-取代异吲哚酮类化合物的多组分合成方法,即通过再加入一个的醛和尿素反应“原位”生成的亚胺亲电中间体,然后直接和异吲哚酮亲核中间体反应,一步合成了3-烷基化的异吲哚酮衍生物。反应在室温下进行,对N-取代的脲类化合物以及芳香醛有很好的适用性。所得产物含两个手性中心,而绝大部分反应只得到一对映异构体,反应具有优秀的非对映选择性。 其次,研究还建立了三组分反应合成具有不对称结构的1,4-二氢吡啶类化合物的方法。通过烯胺酮,a,p-不饱和醛以及伯胺的三组分反应,一步合成了一系列具有不对称结构的新型1,4-二氢吡啶。同时,我们发现采用具有强吸电子或大空间位阻官能团的芳香胺作为底物可以改变反应的区域选择性,使得反应生成1,2-二氢吡啶为主产物,这是该类合成方法学中首次合成得到1,2-二氢吡啶。 同样利用烯胺酮作为原料,我们发展了三组分反应合成6-未取代3,4-二氢嘧啶酮化合物的方法。通过烯胺酮,醛以及脲/硫脲的三组分反应,可以简便合成大量6-未取代的1,4-二氢嘧啶酮类化合物。反应具有优秀的底物适用性,各种不同取代的烯胺酮,芳香醛及脂肪醛,脲/硫脲等都可作为底物发生这一转化。同时,研究发现可以通过在相应底物上引入特定的官能团调控反应的化学以及区域选择性。当采用N-取代的硫脲作为底物时,反应生成1,3-噻嗪类杂环化合物作为主产物;当芳基烯胺酮的苯环邻位含有羟基时,反应通过完全不同的化学选择性转化生成3-烷基取代的色酮衍生物。 最后,研究建立了水作为介质高选择性合成1,2-双取代苯并咪唑的三组分反应体系。通过采用水作为反应溶剂,一分子邻苯二胺和两分子醛通过缩合,环化以及氧化还原氨化的串联反应过程一步生成1,2-双取代的苯并咪唑。反应化学选择性优秀,由邻苯二胺和一分子醛以两组分反应形式得到的产物没有分离得到。同时,该绿色催化体系还被成功应用于邻苯二胺和α-溴代苯乙酮反应合成喹喔啉的转化中,反应具有良好的底物兼容性并在温和的条件下完成。 通过系统性的研究,我们发展了若干不同的新型多组分反应,这些反应主要应用于小分子杂环化合物的多样性合成。研究共合成化合物168个,其中138个为新化合物。

关键词： 杂环化合物   铁催化   铜催化   偶联   环化   1,4-苯并恶嗪   苯并吡喃   氧杂蒽   中氮茚  

摘要： 过渡金属参与的环化反应是合成杂环化合物的有效方法,这种方法往往能够在温和的条件下,从简单易得的原料出发,高选择性地合成杂环分子。过渡金属铁或铜试剂因其具有高催化活性,价格低廉,环境友好等特点而逐渐被化学家们所关注。本论文围绕着铁或铜参与的杂环化合物的合成而展开,包括以下五部分内容： 1.通过氯化亚铜催化的炔,醛,胺的三组分偶联反应,“一锅法”合成了1,4-苯并恶嗪类化合物。炔,醛,胺的三组分反应提供了一种合成炔丙胺的简便方法,通过在芳胺的邻位引入氧亲核反应位点,使其对生成的炔丙胺的碳-碳三键发生环加成反应,实现了“一锅法”进行的串联偶联/环化反应。该方法能够高选择性地合成Z型的N-烷基,烯丙基以及苄基取代的1,4-苯并恶嗪类化合物,收率为30%-85%。 2.通过三氯化铁催化的2-炔丙基酚的分子内氧-氢键对碳-碳三键的加成反应合成了2H-1-苯并吡喃类化合物。实验结果表明：不同的添加剂对反应结果有较大影响,当苯胺作添加剂时,主要生成endo-dig型环化产物；当正丁胺作添加剂时,则主要生成exo-dig型环化产物。反应的选择性受底物的影响较大,当炔丙位和炔位同为芳基取代的底物反应时,选择性较高,大多数底物能够单一生成苯并吡喃类化合物,其他的底物则以87：13至95：5的选择性得到苯并吡喃和苯并呋喃的混合物。通过这种方法合成了15个苯并吡喃衍生物,收率为23%-80%。 3.通过微波促进的三氯化铁催化的酚的苄基化/环化反应能够很方便地合成9-取代氧杂蒽类化合物。在苄基化试剂的芳环邻位引入卤素取代基,能够使其在与酚发生苄基化反应之后,继续发生分子内串联反应,形成环化产物,以38%-77%的收率合成了9-烷基以及9-芳基取代的氧杂蒽衍生物。现有的文献所报道的氧杂蒽的合成方法中,较少涉及9-烷基取代氧杂蒽的合成。不仅邻溴代苄基乙酸酯,其他的苄基化试剂,邻溴代苄溴以及邻溴代苄基碳酸酯也都能够较好地反应。 4.中氮茚是一类重要的氮杂环化合物,许多中氮茚衍生物具有良好的生物医药活性。通过Pd/Cu催化的2-溴吡啶与炔丙基醚的偶联／环异构化反应合成了3-含氧取代中氮茚类化合物。该方法的优点是无需分离环化产物前体,而是“一锅法”串联进行的,提高了反应效率。 5.铜试剂能够催化3-(2-吡啶基)炔丙胺的自身双分子环化成中氮茚的反应。该方法使用碘化亚铜作催化剂,碳酸铯作碱,DMA溶剂中100℃反应,就能够以中等的收率很方便地合成2-烯基取代中氮茚类化合物。据我们所知,2位带有烯基取代的中氮茚类化合物还未见有报道。 通过以上这些方法,总共合成了8个1,4-苯并恶嗪化合物,15个2H-1-苯并吡喃化合物,14个氧杂蒽以及21个中氮茚化合物,并通过了1HNMR,13CNMR及质谱表征。

关键词： 含氮杂环   4-羟基香豆素   绿色生产   正交试验   工艺设计  

摘要： 1-苯基吡唑-4-甲酸等含氮杂环化合物和4-羟基香豆素及其衍生物等含氧杂环化合物都是十分重要的有机中间体,在医药,农药,染料,催化等方面都有着十分广泛的用途。近些年来的研究发现,4-羟基香豆素及其衍生物还是一类很重要的生物抗HIV、抗凝血活性的药物中间体,具有灭菌、杀虫、抗凝血等作用,可用于抗肿瘤、抗氧化、抗辐射、降压;另外,它们还具有优异的光学特性,是很好的荧光增白剂、激光染料、荧光探针及非线性光学材料。 本文以苯肼为原料开始,经过三步反应,合成了1-苯基吡唑-4-甲酸,对其进行了表征,探讨了温度和时间的影响;从氯丙酮开始,经过五步反应,合成了4-甲基-2-甲胺基-1,3-噻唑-5-硫酰胺,对其进行了表征,研究了温度和时间的影响;以对甲基苯腈为原料,经过两步反应,合成了2-对甲苯基噻唑-4-甲酸乙酯;对其进行了表征,以四氟硼酸锌,4,4′-联二吡啶,对苯二甲酸为原料,用水热法合成了聚[[[4水合锌（II）]-4,4联吡啶-N,N′]对苯二甲酸酯]单晶,通过X-单晶衍射确定了其结构;以阿司匹林为原料,经酰氯化、环化和脱乙酰基反应,合成了4-羟基香豆素,并切每步产品均采用气相质谱、核磁、高效液相等分析测试手段对其进行了表征分析。 目前,4-羟基香豆素及其衍生物的合成都是在有机溶剂中进行,不仅生产成本高,而且对环境产生污染,因此,研究生产4-羟基香豆素及其衍生物的绿色生产工艺,具有重要的实际应用意义。 本文重点研究了以水取代有机溶剂合成4-羟基香豆素的绿色工艺,用正交试验研究了各步反应的温度、时间和物料比对反应产率的影响,确定了各步反应的最佳条件。在小试基础上,对4-羟基香豆素进行了20公斤级和50公斤级的中试放大试验研究,进一步完善了工艺生产条件;在中试放大试验研究的基础上,进行了生产工艺的设计和初步的技术经济分析评估,并提出了三废治理的思路和方案,为工业生产的实施提供了重要的参考依据。

关键词： 光致发光   磷光   OLED   铱配合物   五元杂环化合物  

摘要： 伴随着OLED显示器的成功制备,平板显示装置有很大的提高。目前OLED显示器的发光材料广泛使用的是掺杂有磷光重金属的材料。这是由于有机重金属磷光材料可以同时利用单线态和三线态激子,理论上,内量子效率可达到100 %,而荧光的内量子效率仅仅达到25 %。因此,开发更高发光效率有机重金属磷光材料成为OLED领域的研究热点。 文献报道以2,5-二对氟苯基-1,3,4-噁二唑为环状配体,乙酰丙酮或二硫盐为辅助配体,合成了高效的磷光材料。本论文为了能够得到发光效率更好的磷光材料,对环状配体进行修饰,合成了5个铱配合物,得到较好的结果。 本论文研究内容主要从以下三方面展开。 I)设计两类具有较好传输效率的唑类五元杂环化合物,分别是含氟唑类五元杂环化合物和含咔唑单元唑类五元杂环化合物,唑类五元杂环分别选取噻二唑,噁二唑,三唑单元,合成六个化合物。这些化合物经过红外,核磁,XPS等手段表征和鉴定,并且检测了两个化合物单晶结构,同时考察了化合物的光物理性能和电化学性质。含咔唑单元唑类五元杂环化合物同时含有空穴传输单元的咔唑基和电子传输单元的唑类五元杂环基,载流子传输效率会有很大程度的提高,应用到OLED的发光层,可以使器件结构单一化,简化制作工艺,从而有效的提高器件的发光效率。 II)以2, 5-二对氟苯基-1, 3, 4-噻二唑为环状配体,乙酰丙酮和两个二硫盐为辅助配体,合成三个铱配合物。配体中苯环上含有F基团,可以有效的降低荧光猝灭,有利于器件的制作。所得到的铱配合物经过红外,核磁,XPS等手段表征和鉴定,检测了配合物(fth)Ir(Etdtp)的单晶结构,同时考察了铱配合物的光物理性能和电化学性质。实验表明,同辅助配体是乙酰丙酮的铱配合物相比,二硫盐辅助配体的引入降低了LUMO能级,使HOMO-LUMO能隙减小,能够小范围的调节铱配合物HOMO-LUMO能级差配合物,从而达到我们预期的目标。 III)以2,5-二对咔唑基苯基-1,3,4-噻二唑(cth)和2,5-二对咔唑基苯基-1,3,4-噁二唑(cox)为环状配体,选用乙酰丙酮为辅助配体,合成两个铱配合物即,(cth)Ir(acac),(cox)Ir(acac)。所得到的配合物经过红外,核磁等手段表征和鉴定,同时考察了化合物的光物理性能和电化学性质。实验表明,得到的铱配合物无论是在溶液,还是在固体状态下,紫外灯照射下都发强光。两个配合物的最大荧光发射峰为:(cth)Ir(acac)为590 nm,(cox)Ir(acac)为520 nm。(cth)Ir(acac)已经达到红光区,(cox)Ir(acac)位于绿光区。

关键词： 分子内环化反应   过渡金属   亲电试剂   炔烃   含氮杂环化合物  

摘要： 分子内氮原子参与的炔烃环化反应是构成含氮杂环化合物(例如吲哚类化合物等)的最重要途径之一.从两个方面对分子内氮杂原子与炔的环化反应研究新进展进行了综述:过渡金属催化分子内环化反应和分子内亲电环化反应.此外,对环化反应的机理也做了较详细的描述.

关键词： 1H-1   5-苯并二氮杂卓   1   2   4-噁二唑   合成   晶体结构  

摘要： 苯并二氮杂卓类化合物具有较强的药物、生物活性,对其的合成研究一直备受关注.文章通过中间体2-甲基-2,4-二芳基-2,3-二氢-1,5-苯并二氮杂卓(2a-2c)合成了一系列新杂环化合物5-甲基-1,3a,5,-三芳基-1,2,4-噁二唑并[4,5-d]1,5-苯并二氮杂卓(3a-3l),所得产物具有较高的纯度和分离产率.化合物(3)经IR,1HNMR,MS,元素分析和单晶衍射确证.

关键词： 绿色合成   杂环化合物   有机反应溶剂  

摘要： 近年来，随着工业的飞速发展，工业污染越来越严重。化学化工工艺方面导致的环境污染已成为人们日益关注的问题。这就要求科研活动及其实际应用对环境产生的危害降到最低，甚至达到仿生化学的程度。为了实现这个愿望，无环境污染的新的合成技术已经有所发展并在工业中得到应用。本文主要阐述了以水为有机合成溶剂的绿色合成技术及其目前的发展现状，并举例说明以水为有机合成溶剂的特点及其相对于有机溶剂的优点。

关键词： 三氟甲基   含氟砌块   Knoevenagel缩合   Michael加成   杂环化合物  

摘要： 基于砌块法在合成含氟杂环化合物中的重要性,介绍了近年来涉及利用三氟甲基作为含氟砌块合成含氟杂环化合物的研究进展。认为"一锅法"具有高效、高产率和易处理等优势,有较好的发展前景。

关键词： 1,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶   1,3,4-噻二唑   联杂环   合成   杀菌活性  

摘要： 以5,7-二甲基-1,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶-2-甲酰肼为原料,设计合成了8个新型的2-(5,7-二甲基-1,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶)-1,3,4-噻二唑-5-硫醚类化合物。通过1HNMR、MS和元素分析对所合成的化合物进行了结构表征。初步的生物活性测试结果表明,所合成的化合物均具有较好的杀菌活性。