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： C-N偶联反应   Pd(OAc)2/DABCO   nano-Fe3O4   1,4-二氢喹啉衍生物   多组分反应   2-吡啶基咪唑化合物   多芳基取代噁唑化合物  

摘要： 本论文分为四个部分,主要报道了钯或铁催化分子内C-N偶联反应合成1,4-二氢喹啉衍生物以及利用多组分反应构建多芳基取代的咪唑和噁唑化合物。 第一部分,Pd(OAc)2/DABCO (triethylenediamine)催化体系被首次应用于分子内C-N偶联反应,在该催化剂的催化下,邻卤苯甲醛与一系列的烯胺酮发生反应,高产率的合成了一类新型的1,4-二氢喹啉衍生物。与经典的偶联反应配体对比,首次用于催化分子内C-N偶联反应的配体DABCO取得了最好的反应结果。 第二部分,无配体条件下,nano-Fe3O4作为一种高活性,可循环利用的新型催化剂被首次应用于分子内C-N偶联反应,在该催化剂的催化下,一系列的1,4-二氢喹啉衍生物被成功合成。在这一新型催化剂的作用下,反应底物适用范围较广,对于碘代,溴代以及氯代苯甲醛都能得到较为理想的结果。 第三部分,主要报道了一种新颖,高效,简单的合成多取代2-吡啶基咪唑的方法。通过三种简单易得,价格低廉的原料2-氰基吡啶,芳香醛和胺/NH4OAc的缩合反应,能高产率的合成一系列二芳基取代和三芳基取代2-吡啶基咪唑。值得一提的是,当我们利用具有β-氢的胺作底物参与反应时,该反应能一锅法同时合成二,三芳基取代的2-吡啶基咪唑化合物。 第四部分,主要报道了一种新颖的合成多芳基取代噁唑化合物的方法。2-氰基吡啶和芳香醛两类便宜易得的原料在酸性条件下能成功地合成多芳基取代噁唑化合物。但是到目前为止,该方法的反应活性不是很高,仍需要进一步地深入研究。

关键词： 点击化学   咪唑啉   咪唑   席夫碱  

摘要： 本论文对两类含氮杂环化合物的合成新方法进行了探索和研究。第一部分是利用消除反应合成2-位取代的咪唑类化合物。通过咪唑啉N上的对甲苯磺酰基的取代,然后利用碱性条件下在DMSO溶液中加热发生消除反应得到了一系列2位取代的咪唑。反应共三步,总产率高。 第二部分则是利用了当前较新的概念“点击化学”来合成哌嗪并三唑和哌嗪并四唑化合物。利用分子内不饱和三键和叠氮基的反应,通过在直接加热或者金属铜催化加热的条件下,合成了哌嗪并三唑和哌嗪并四唑两个含N杂环化合物,条件简单,反应共三步,总产率较高。

关键词： 多组分串联反应   微波合成   稠合杂环   二螺[4.2.5.2]十五烷二酮衍生物   四环斯诺啉并[5,4,3-cde]斯诺啉衍生物   吡啶并[3,4-i]喹唑啉衍生物   吡咯烷酮衍生物  

摘要： 串联反应与多组分反应是当今有机化学的研究前沿和热点领域之一,在天然产物的全合成、杂环化合物的构建、组合化学等领域具有广泛地应用。本论文系统地研究了利用串联反应与多组分反应合成一系列结构较为复杂、新颖,部分为原创性母核的杂环化合物。最大限度使起始原料转化为目标产物,避免中间体的分离而带来的资源浪费,体现原子经济性、合成效率的有效性和环境的友好性,而且也为杂环骨架构筑的方法学提供有价值的补充。主要内容和结果如下： 1.发展了一个新的高效的自催化串联反应,首次合成了多取代的二螺[4.***.5.2]十五烷-9,13-二酮。对称双醛亚胺与麦氏酸在醋酸溶液中反应,高立体选择性地生成多取代螺[5.5]十一烷-1,5,9-三酮衍生物；当该体系中存在乙二醇时,生成二螺[4.***.5.2]十五烷二酮衍生物。手性的二醇也能给出相应的产物。实现了在温和的条件下乙二醇对羰基的保护,并提供了一步合成二螺杂环体系新的有效地合成方法。反应过程中产生乙酰肼,它能作为催化剂催化Barbas二烯胺粤亚苄基麦氏酸发生Diels-Alder反应。对反应机理进行了研究,并进一步确证了乙酰肼为该反应的自催化剂。 2. (1)发展了1,8-二氧代-2,3,4,5,6,7-六氢氧杂蒽与水合肼的串联反应：脂肪基取代的1,8-二氧代-2,3,4,5,6,7-六氢氧杂蒽与水合肼反应,经历分子间和分子内的有次序的开环、环化、迁移、再开环、再环化和芳构化组成的串联反应,高产率合成了四环斯诺啉并[5,4,3-cde]斯诺啉衍生物。此外,芳基取代的1,8-二氧代-2,3,4,5,6,7-六氢氧杂蒽与水合肼反应,提供N-氨基吖啶,产率优良。通过对取代基的有效控制,实现产物的化学选择性,并解释化学选择性的影响因素。 (2)发展了一个新的、高区域选择性和碘促进下的串联反应：2-氨基吡喃-3腈和异氰酸酯为原料,在微波辐射下,经历开环和再环化过程,高产率提供N-取代-2氨基喹啉衍生物。该反应具有反应时间短(20-36min),产率和区域选择性高,操作简单方便等优点,避免繁琐的分离过程。 3.发现了一种氰乙酰胺、环酮和芳香醛的四组分串联反应：氰乙酰胺、环酮和芳香醛反应分别生成两个缩合中间体,再经历[4+2]环加成反应产生原创性母核的吡啶并[3,4-i]喹唑啉类化合物,同时一步新形成两个环、五个σ键和四个立体基因中心包括一个氨化的季碳中心。用脂肪醛或环酮代替芳香醛时,该反应经历另一个不同反应途径,生成三环[5.***.2.01,5]十一烷和[6.***.2.01,6]十二烷衍生物。该反应使起始原料最大限度转化为目标产物,副产物仅为水或二氧化碳,避免中间体的分离而带来的资源浪费,体现原子经济、成键经济和结构经济。 4.发展了微波促进的炔酸酯与醛、胺的三组分反应合成了各种取代的吡咯烷酮类化合物,产物都经过严格的表征,产物结构由单晶衍射确定。我们提出了一个较为可行的反应机理。其次,对炔酸酯与氰乙酰胺、硫代异腈酸酯的串联反应进行了考察。为了避免了副反应的发生,先将硫代异腈酸酯与氰乙酰胺缩合,不分离加入过量的醋酸和等当量的炔酸酯,以几乎定量的收率合成了噻唑酮类化合物。 5.发展了微波促进的丙二腈参与的多组分串联反应：(1)发现了丙二腈、环酮、醋酸铵的新的多组分串联反应,该反应涉及缩合、亲核加成、环化和开环等过程。(2)将底物环酮调整为芳酮时,则得到多氰基取代的吡啶衍生物。将其再与醋酸铵反应,发现了一个新的、罕见的串联反应。(3)发展了一种A2B2型串联反应,在碱性催化剂存在下,2分子的丙二睛与2分子的环酮发生串联反应,生成复杂的螺环化合物。

关键词： 纳米材料   纳米四氧化三铁   喹喔啉   1,4-二氢吡啶衍生物   2,3-二氢喹唑啉-4-(1H)-酮  

摘要： 二十一世纪有机合成研究的热点是发展高产率、高选择性、高利用率、反应条件温和、简便易行的合成方法。随着人类环保意识的增强,有机合成中对高效、环境友好的催化剂的需求日益增加,人们对开发新催化剂的研究越来越感兴趣。近些年,由于纳米材料具有新颖化学和物理特性、易于处理、价格便宜等优点,符合现代化学研究的方向,因此它逐渐被应用到有机合成中。而纳米四氧化三铁是其重要的一种,它除具有一般纳米材料的特性外,还具有独特的性质---磁性,这一性质有利于其回收利用。因此本文研究了纳米四氧化三铁在有机合成中的应用。 根据纳米材料种类综述了纳米材料作为催化剂在有机合成中的应用。常用的纳米材料有氧化锌、氧化镁、铜、镍、氧化铜等。它们被主要应用于加成反应、环化反应、氧化还原反应、取代反应等。 使用绿色环保的反应介质代替一般的有机溶剂,符合环境友好的要求,以此为宗旨,本文研究的反应以水或乙醇作溶剂,大大减少了有机合成中大量有机溶剂的排放,避免了回收废液的问题。我们成功的利用纳米四氧化三铁作为催化剂,在水或乙醇作溶剂的条件下合成了三种重要的含氮杂环化合物。反应完后,纳米四氧化三铁可以方便的用磁铁从反应混合物中吸出,且能重复使用,催化活性没有明显降低。采用IR,1H NMR,13C NMR对合成的化合物进行了结构表征。 (1)喹喔啉是重要的含氮杂环化合物,喹喔啉及其衍生物具有广泛的生物活性,可用于抗癌、抗肿瘤、抗病菌、抗菌等药物的合成,除此之外,还可用作有机半导体等。因此它的合成倍受人们的关注。本文利用二胺与二酮作底物、水作溶剂、纳米四氧化三铁作催化剂室温条件下成功的合成了喹喔啉。该方法适用范围较广、操作简便、产率高,水作溶剂,避免了有毒溶剂的排放,符合环境友好的要求,纳米四氧化三铁可以方便的用磁铁从反应混合物中吸出,且能重复使用,催化活性没有明显降低。 (2) 1,4-二氢吡啶衍生物具有生物活性可用于制作药物,如:抗高血压药物、血管扩张剂、支气管扩张剂、抗动脉硬化药物、抗肿瘤药物、抗癌药物等。因此这类化合物的合成是目前研究的热点。本文利用肉桂醛、乙酰乙酸乙酯、胺这三种原料进行反应,反应以乙醇作溶剂、纳米四氧化三铁作催化剂、室温条件下成功完成反应。此反应操作简便、实用、环保。 (3) 2,3-二氢喹唑啉-4-(1H)-酮是具有广泛生物活性及药物活性可用于制作药物,如:抗菌药、利尿剂、抗高血压药物、抗疟剂,磺胺类药物等。因此对此类化合物的研究具有重要的实用意义。本文以水作溶剂、纳米四氧化三铁作催化剂、加热回流条件下,以靛红酸酐、芳香醛、芳香胺作底物成功合成了一系列2,3-二氢喹唑啉-4-(1H)-酮类化合物。反应选用水作溶剂绿色环保、易于催化剂的循环利用。 我们用纳米四氧化三铁作催化剂成功的完成了一些有机化合物的合成反应。合成方法具有操作简便、反应条件温和、适用范围广、催化剂易于循环利用等优点。此项工作的开展为纳米材料在有机合成中的应用奠定了基础,将会更好的促进这方面的研究。

关键词： 串联反应   微波辅助有机合成   分子骨架多样性   钯催化   Ugi后续环化  

摘要： 多样性导向合成着重于合成尽可能多的、具有不同分子骨架形态的化合物,用于化学生物学及相关研究。Ugi四组分反应是众知能产生结构多样性的一种有效手段而被广泛应用。将具有类二肽结构的线性Ugi产物通过后续环化反应、进而得到各种含氮杂环,是一种产生分子骨架形态多样性的有效途径,得到化学家的广泛注意。本论文探索在可控温、控压微波加热条件下Ugi后续环化的可能性,实现了从同一Ugi产物经可控串联环化反应,高效地合成了多种新型杂环骨架。 第一章对本论文研究的背景作了简要的介绍,包括微波辅助有机合成、多组分反应、以及Ugi后续环化研究的进展等。本课题组相关的前期工作也作了简介,并引出本论文研究的设计和具体内容。 第二章论述了微波辅助可控串联环化反应条件的建立、及用于合成具有不同分子骨架形态的杂环化合物的研究。从邻氨基苯酚出发,经过Ugi反应、苯酚羟基氧2-溴苄基化反应合成了一系列环化前体化合物。研究发现,在微波加热条件下,通过精确控制反应条件(温度、时间、催化体系)及底物结构的影响,可以高选择性地、以良好的收率得到各种不同的杂环化合物。实现的可控串联环化反应包括：(a)经“分子内直接芳基化、分子内共轭加成、及分子内酰胺氮芳基化”串联环化反应得到螺环化产物;(b)经过“分子内直接芳基化、及分子内Heck”串联环化反应生成异喹啉酮衍生物;以及(c)经“双分子内直接芳基化、分子内共轭加成”串联环化反应构筑吲哚酮衍生物。对反应底物的适应性和反应机理都作了初步的研究。 论文的最后部分包括了总结与展望、实验部分(包括实验步骤和化合物表征)、参考文献、以及附录(原始核磁谱和单晶图谱)等。

关键词： 稀土胺基化合物   N-N键偶联   稀土氯化物   苯并咪唑   苯并噻唑   苯并二氮杂卓  

摘要： 本论文研究了稀土胺基化合物[（Me3Si）2N]3Ln（μ-Cl）Li（THF）3引发N-N键偶联反应合成偶氮和肼类化合物以及稀土氯化物催化合成苯并咪唑,苯并噻唑和苯并二氮卓衍生物的反应,全文共分为三个部分。 一.研究了稀土胺基化合物[（Me3Si）2N]3Ln（μ-Cl）Li（THF）3与各种芳香胺反应生成相应的偶氮和肼类化合物。同时还研究了电子效应,空间效应,溶剂效应等对于反应产率的影响。研究表明,通过稀土胺基化合物能引发氮-氮键的偶联反应,合成了各种偶氮和肼类衍生物,反应具有时间短,反应条件温和等特点,为偶氮和肼类化合物的合成提供了一种较好的制备方法。 二.研究了稀土氯化物作为催化剂催化邻苯二胺,邻氨基硫酚与醛发生反应制备苯并咪唑和苯并噻唑衍生物的反应活性,探讨了电子效应,空间效应以及不同的稀土金属离子对于反应产率的影响。研究表明,在稀土氯化物的催化作用下能得到产率较高的苯并咪唑和苯并噻唑衍生物。同时,反应采用了超声技术及无溶剂反应条件,反应具有产率高,反应时间短,催化剂经济易得以及反应产物后处理简单化等特点。最重要的是,得到的苯并咪唑均为二取代的产物,反应选择性好。 三.研究了稀土氯化物催化邻苯二胺与酮反应制备苯并二氮杂卓衍生物,同时也采用了超声技术及无溶剂反应条件,反应具有产率高,反应时间短等特点,符合绿色化学理念。 总之,通过稀土胺基化合物的引发氮-氮键的偶联反应,制备高产率的偶氮和肼类化合物,同时研究表明稀土氯化物在合成苯并咪唑,苯并噻唑和苯并二氮杂卓衍生物的反应中表现出较高的催化活性,为稀土化合物的开发和利用提供了理论依据。

关键词： chemical transformations   DOS   peptides  

摘要： Diversity-Oriented Synthesis (DOS), also known as combinatorial synthesis, is a process, by which multiple compounds are generated simultaneously, in a predictable fashion using techniques that involve parallel chemical transformations. Through diversity-oriented synthesis organic chemists are now able to achieve more structural complexity than in the early days of combinatorial chemistry. Combinatorial chemistry techniques offer unique enhancement in the potential identification of new and/or therapeutic candidates. Over the past fifteen years in the design and diversity oriented synthesis of low molecular weight acyclic and heterocyclic combinatorial libraries derived from amino acids, peptides and/or peptidomimetics are described. Employing a "toolbox" of various chemical transformations, the "libraries from libraries" concept has enabled the continued development of an ever-expanding, structurally varied, series of organic chemical libraries.

关键词： 糖   氨基酸   二氢噻唑   吡咯琳-2-酮   “无公害”农药   生物活性  

摘要： 噻唑类、吡咯类化合物显示出广泛的生物活性,如杀虫杀螨、杀菌、除草等生物活性,从而引起人们对这类化合物的广泛兴趣并进行了深入研究。糖、氨基酸等天然小分子化合物及其衍生物具有广泛的生物活性。本论文提出尽可能运用这些普通的天然有机小分子作为合成路线的结构单元,来组合成新的先导结构,或者使用糖、氨基酸等对先导药物进行化学修饰,期望可以提高其药效,降低毒副作用,设计合成能被自然界中存在的天然微生物及各种生物酶系等降解的“无公害”农药。 本论文对这一工作进行了初步尝试,设计合成了2-取代磺酰基亚肼基-3-全乙酰糖基-2,3-二氢噻唑、2-取代磺酰基亚肼基-3-苯基-2,3-二氢噻唑、N-苯基-N’-酰氨基硫脲类化合物及其噻唑合环产物和3-苯基吡咯啉-2-酮等五系列共101个新化合物。 由化合物A17的HMBC谱图与B6的单晶结构确定,1-芳磺酰基-4-全乙酰基糖基氨基硫脲和1-芳磺酰基-4-苯基氨基硫脲与氯乙醛缩合反应生成2,3-二氢噻唑,其关环位置为氨基硫脲的N-4,而非N-2。 初步生物活性测定结果表明,部分化合物有一定杀菌活性,2-取代磺酰基亚肼基-3-取代苯基-2,3-二氢噻唑类化合物具有一定的杀螨活性,3-苯基吡咯啉-2-酮类化合物具有有一定除草活性和杀螨活性。 所有化合物结构均经1 H NMR、质谱、元素分析验证,部分化合物经13C NMR验证。

关键词： 多组分反应   杂环化合物   多取代吡啶   1,4-二氢吡啶   呋喃   吡喃   内盐化合物  

摘要： 杂环化合物是一类具有生物活性、医学价值的重要物质。对其合成方法的研究一直是人们关注的重要课题。最近这些年来,多组分反应(MCRs)由于其过程简单,高效且具有较高的原子经济性而得到广泛的研究。这种由3个或3个以上的起始原料一锅煮反应的合成方法,为快速合成具有结构多样性和复杂性的杂环化合物提供了一个强有力的工具。为此,我们课题组也开展了一系列以多组分反应合成杂环化合物的研究。 1、在甲醇和水的混合体系中,通过芳醛,丙二腈和脂肪胺的三组分反应我们顺利得到了一系列多取代的吡啶和1,4-二氢吡啶衍生物。脂肪胺的结构对产物有很大的影响。所有产物的结构都通过IR、NMR、LC-MS等方法的鉴定,并用单晶衍射方法测定了其中1个吡啶衍生物的单晶结构。 2、以DABCO做碱,通过芳醛与环己二酮衍生物包括1,3-环己二酮和5,5-二甲基-1,3-环己二酮的一锅煮反应我们顺利得到了一系列呋喃,吡喃衍生物。同样所有的化合物也都经过了IR、NMR、LC-MS等方法的鉴定,并用单晶衍射方法测定了其中2个化合物的单晶结构。 3、通过乙酰基吡啶季铵盐,芳醛和丙二酸亚异丙酯或1,3-甲基巴比妥酸在室温搅拌下,以三乙胺为碱的多组分反应得到一系列未经报道的内盐化合物。所有化合物的结构都经过了IR、NMR、LC-MS的确证,并用单晶衍射方法测定了其中1个化合物的单晶结构。