关键词： Domino反应   硫叶立德   有机合成   位阻效应  

摘要： Domino反应在有机合成中具有重要的意义，能够方便地从简单的原料出发，高效地构建多个化学键，高效地合成具有结构多样性和复杂性的有机分子。硫叶立德参与Domino反应在合成有机化合物中间体、生物医药和农药方面具有重要的意义。它不需要使用金属试剂，同时也避免了反应过程中中间产物的分离和提纯，具有很好的原子经济性、选择性，同时具有成本低、易操作等优点，是一种高效经济的反应。\n 虽然硫叶立德参与的Domino反应具有众多优点，但被报道的硫叶立德参与的Domino反应不多。所以，本论文第一部分首先详细综述了硫叶立德参与的Domino反应的研究现状和进展，在此基础上，选择硫叶立德参与的Domino反应作为研究内容，发展了新的硫叶立德参与Domino反应。\n 在本论文第二部分，我们研究了硫叶立德与水杨醛N-硫代二苯基磷酰亚胺类化合物的Domino反应。通过条件实验，确定了最佳反应条件，从而成功地实现了一锅合成反式-2，3-二氢苯并呋喃类化合物，该反应具有条件温和，底物适用范围广，产率高，立体选择性高，反应时间短等优点，为反式-2，3-二氢苯并呋喃类化合物的合成提供了有效的新方法。机理研究说明，由于该反应底物水杨醛N-硫代二苯基磷酰亚胺中磷酰胺基的存在，具有较大的位阻效应，从而实现了产物的化学及立体选择性控制。\n 在第三部分，以Cs2CO3做碱试剂，在三氯甲烷溶剂中实现了α-酮酸酯环丙烷类化合物和硫叶立德选择性地合成有一季碳中心的环丙烷连环氧类化合物。此类Domino反应实验条件温和简单、操作方便且产率高，底物范围广，该类化合物所含的官能团丰富，为进一步用于复杂分子的合成提供了一个新方法。

关键词： 多组分串联环化反应   硫叶立德   硝基烯烃   不对称诱导   螺环化合物   有机催化  

摘要： 由于原子经济性、环境友好性等方面的优势，有机催化的串联反应已经是完成分子复杂性构建的重要方法之一。\n 硫叶立德是构建碳杂环的重要砌块。在早期的研究中，硫叶立德是构建小环的有效工具，用于合成广泛存在的环丙烷，氮杂环丙烷，环氧乙烷。本文工作中我们将硫叶立德应用于串联反应的研究，合成一些具有多个官能团的螺环化合物。\n 基于对硫叶立德与硝基烯烃的串联反应的研究，我们将[4+1]/[3+2]串联反应的策略发展到多组分中去，在有机小分子催化剂实现了不对称诱导。通过此途径，我们从简单的原料出发，高效的合成了一系列复杂的化合物，值得一提的是，该反应一步操作构造了四个手性中心包括一个季碳中心、四根化学键、两个环，并且含多个潜在官能团，只需简单的氢解就可以释放出来。

关键词： 硫叶立德   环丙烷   苯并二氢呋喃   串联反应  

摘要： 手性环丙烷和苯并二氢呋喃结构单元广泛存在于天然产物和药物分子当中,它们中很多化合物都具有优良的生物活性,并且在有机合成领域中是很好的合成中间体。这些化合物的合成,尤其是手性化合物,一直是有机合成化学家关注的研究热点。目前多样化的方法学发展为这些化合物的合成提供了新的方法和途径。本文主要介绍了硫叶立德作为亲核试剂来构建手性环丙烷和苯并二氢呋喃衍生物的不对称串联反应。具体研究内容如下： 1.利用氢键活化的原理,在C2对称脲催化下完成了稳定硫叶立德和β,γ-不饱和a-酮酸酯的不对称环丙烷化反应,实现了三取代的手性环丙烷类化合物的对映选择性合成。我们考察了不同氢键催化剂、底物上取代基效应、溶剂、反应温度、催化剂用量蚶反应活性、对映选择性和非对映选择性的影响。在甲苯作为溶剂和零下四十摄氏度条件下,可以得到一系列具有光学活性的三取代环丙烷类化合物,反应的对映体比例最高可达到90：10。该方法可以高效的构建三个新的手性中心,并且得到的产物可作为相应氨基酸的制备前体。对于反应机理,我们提出了氢键催化剂与硫叶立德的新的活化模式,并对这样的活化模式给出了核磁实验和计算实验证据。对于目标化合物进行了一系列的结构表征（核磁、质谱、高分辨质谱和旋光度）,并通过X-ray单晶衍射确定了产物的绝对构型为（1S,2R,3R）构型。 2.利用底物诱导的原理,我们研究了樟脑衍生的手性硫盐和醛亚胺的不对称串联反应,合成了一系列的反式苯并二氢呋喃类衍生物。我们考察了底物N上取代基、溶剂、碱、反应温度、浓度以及碱的当量对反应活性、对映选择性和非对映选择性的影响。在甲苯作为溶剂和零摄氏度条件下,可以得到一系列具有光学活性的反式苯并二氧呋喃类化合物,反应的对映选择性最高可达到98%,非对映体比例可以达到大于95：5。该方法得到的产物可作为相应β-氨基酸的制备前体。对于原料醛亚胺和目标化合物进行了一系列的结构表征（核磁、质谱、元素分析和旋光度）,并通过X-ray单晶衍射确定了产物的绝对构型为（R,R）构型。

关键词： 硫叶立德   脱氢氨基酸酯   环丙烷化   立体选择性   电子效应  

摘要： 环丙基氨基酸化合物(ACC)作为一类重要的环丙烷衍生物,其高立体选择性的合成一直是有机化学家们重点关注的课题之一。本论文主要研究了利用硫叶立德的环丙烷化反应来构建ACC化合物。\n 在论文的第一章,主要对环丙基氨基酸化合物的合成进行总结。\n 在论文第二章中,主要研究了非手性硫叶立德和脱氢氨基酸酯的环丙烷化反应,以优秀的非对映选择性、最高95％的产率合成了一系列环丙基氨基酸化合物。通过改变叶立德转移基团的电子效应、空间位阻对该反应进行了系统的研究,探索了影响产物非对映选择性的因素和变化趋势。\n 论文的第三章中研究了樟脑衍生的双功能手性硫叶立德和脱氢氨基酸酯的环丙烷化反应。通过对反应条件的优化及叶立德转移基团的改变,以最高92％ee的对映选择性、99／1的非对映选择性、95％的产率合成了多个光学活性的环丙基氨基酸化合物。通过对产物单晶的 X-ray分析确定了产物的相对构型,并进行了化学转化,合成了2-芳基环丙烷羧酸。

关键词： 串联反应   硫叶立德   硝基烯烃   噁唑啉酮   稠杂环   不饱和亚胺   吡咯啉   不对称合成   轴手性诱导   不对称氢键催化  

摘要： 本文主要介绍我们在硫叶立德化学方面的研究工作——基于硫叶立德的串联反应、机理研究及其不对称过程： (一)、在研究硝基烯烃不对称转换的过程中,我们发现了酰基硫叶立德与该缺电子组分生成(?)唑啉酮的新反应。通过仔细地优化反应条件,我们以高达83%的收率得到了4-苯基-5-苯甲酰基嗯唑啉酮。此外,我们详细地研究了该反应的底物适用范围(芳基、烷基和酯基等,15-95%yields,≥91：9 dr),并从产物(?)唑啉酮出发合成了氨基二醇、a-羟基-β-氨基酸等其它重要的有机合成中间体。最后,通过同位素(氘和碳-13)标记、核磁跟踪反应以及中间体捕获等实验,我们研究了该反应的可能机理。结果表明,该反应在布朗斯特酸/碱有序催化下,经历了一个串联的[4+1]环化/开环重排/分子内加成-关环过程。 (二)、基于上述反应的机理研究,我们发现硫叶立德与硝基烯烃的反应经过了中间体异嗯唑啉氮氧化物的阶段,这一环状中间体本质上是一个1,3-偶极子,能进行[3+2]环加成反应。因此,我们从廉价、易得的水杨醛及其衍生物出发,设计并合成了一类含有丙烯酸乙酯片段的硝基烯烃,成功实现了硫叶立德与该双缺电子组分的[4+1]/[3+2]串联环加成反应。该反应的特点是：1)无需使用任何催化剂;2)合成效率高。一步操作就可以同时高效构建三个新环、四个新的化学键和五个连续的立体中心(包括一个季碳中心)。通过该串联反应,我们高化学选择性、高立体选择性地合成了一系列结构新颖的稠杂环化合物(75-99% yields,≥95：5 dr)。这些产物经过简单的合成转换即可得到具有潜在生物活性的、含有羟基、氨基和酯基等多个官能团的吡咯烷并色满类杂环化合物。 (三)、在前面的研究中,我们认识到底物的电子效应对反应的化学选择性有着十分重要的影响。因此,我们通过合理地调整不饱和亚胺的结构(包括改变电子和立体效应),成功实现了形式上是[4+1]环化而本质上是串联的Michael加成/分子内氮烷基化反应。重要的是,我们以BINOL衍生的轴手性硫醚为立体控制单元,我们成功实现了该串联反应的不对称过程,高化学选择性、高对映选择性地合成了一系列手性的吡咯啉羧酸酯(83-99% yields,up to 98% ee and>95：5 dr)。这些产物通过简单的合成转化还可以方便地得到多取代的脯氨酸酯等其它有意义的功能有机分子。此外,我们还通过X-单晶衍射和二维核磁技术研究了手性硫叶立德在溶液中的构象,并据此提出了准[4+2]加成模型来解释该串联反应中立体化学的诱导原理。 (四)、轴手性诱导策略在不对称的[4+1]毗咯啉环化反应取得成功之后,我们进一步将该策略应用到更具挑战性的串联反应,即硝基烯烃和硫叶立德生成手性(?)唑啉酮的不对称[4+1]环化/重排串联反应。在最优的反应条件下,该串联反应普遍以中等到好的收率生成手性(?)唑啉酮(15-71%yields),对映选择性高达96%,非对映选择性全都大于95：5。另外,我们还通过DFT计算的方法研究了这一串联反应的立体化学诱导过程(第一阶段的[4+1]环化),发现第二步的分子内氧烷基化是决定整个反应速率和立体化学的关键步骤,而之前的Michael加成很有可能是个可逆的过程。最后,我们还研究了轴手性诱导的不对称[4+1]/[3+2]串联环加成反应,并取得了一定的成功(54-95% yields,up to 75% ee and 95：5 dr)。 (五)、尽管我们已经利用轴手性诱导的方法实现了酰基硫叶立德和硝基烯烃的不对称串联反应,但是多步合成所造成的操作上的复杂性(手性硫叶立德)、底物的局限性以及普遍中等的反应收率促使我们发展新的策略来更加有效地实现这些新型串联反应的不对称过程。通过筛选大量的氢键催化剂和其他反应参数,我们发现了C2对称的手性多氢键催化剂能有效地促进酰基硫叶立德和双缺电子组分的不对称[4+1]/[3+2]串联环加成(63-99% yields,up to 80% ee and95：5 dr)。值得说明的是,这种简单、廉价且容易回收的手性脲催化剂高效地控制了五个连续手性中心(包括一个季碳中心)的构建,并且通过一次简单的重结晶操作就可以得到近乎光学纯的稠杂环产物。更有意义的是,我们还通过非线性效应、在线红外、Job方法、氢键滴定、DFT计算等方法详细地研究了氢键作用机制,建立了Lewis酸/碱协同催化的模型,并在最后完整地阐述了该串联反应立体化学的产生和传递过程。 (六)、在本论文的最后部分,我们还将这种氢键不对称催化策略成功应用到硫叶立德和硝基烯烃生成手性(?)唑啉酮的不对称串联反应。在最优反应条件下,该串联反应以65-96%收率和高达94%的对映选择性、>95：5的非对映选择性生成了多种手性嗯唑啉酮产物。尤其重要的是,这种策略能有意义

关键词： 金属卡宾   硫叶立德   [2   3]-σ重排   吲哚酮   thia-Sommelet-Hauser重排   腙  

摘要： 过渡金属分解重氮化合物产生金属卡宾,然后与硫醚反应形成硫叶立德,这是一种非常高效的制备硫叶立德的方法。与传统的从锍盐出发制备硫叶立德的方法相比,该方法可以避免使用当量的强碱以及减少了合成锍盐等步骤,因此,在许多催化的有机反应,尤其是在[2,3]-σ重排反应中发挥着重要作用。本论文主要研究金属卡宾经由的硫叶立德[2,3]-σ重排反应的一些扩展应用,金属卡宾前体的来源,以及硫醚中不同迁移基团在[2,3]-σ重排反应中的竞争。 首先,我们发展一个铑催化的串联thia-Sommelet-Hauser重排/环化反应,从硫酰胺和重氮化合物出发合成了一系列3-芳基硫-1,3-全取代的吲哚酮衍生物。这个吲哚酮合成法中最关键的步骤是[2,3]-σ迁移去芳构化,然后1,3-迁移重新芳构化的过程。该反应可以在中性和低温条件下进行,因此,有很好的官能团耐受性。通过该方法,我们将Gassman的吲哚酮合成法扩展到催化的有机反应中。 为了进一步扩展[2,3]-σ重排反应的金属卡宾前体的来源,我们尝试对甲苯磺酰基腙与烯丙基或炔丙基硫醚的反应,发现在碱的作用下,该反应能顺利地发生,而且非常高效。因为腙在碱性的反应体系中可以原位产生重氮化合物,从而能实现不稳定重氮化合物的[2,3]-σ重排反应。这是第一个将原位重氮法应用到叶立德[2,3]-σ重排反应中的结果。同时,我们也进一步对该方法学在合成中的应用做了一些探索。 另外,研究表明,硫烯丙基硫醚、炔丙基硫醚和联二烯基硫醚都能发生硫叶立德的[2,3]-σ重排反应,但是当体系中同时存在两种以上的这些基团时,它们之间的竞争以及影响因素仍然不太清楚。因此,我们设计了烯丙基、炔丙基和联二烯基硫醚与苯基重氮乙酸乙酯的一系列分子间和分子内的竞争反应,通过平行测定混合产物的比例,来比较不同迁移基团在[2,3]-σ重排反应中的活性差异。

关键词： COREY-CHAYKOVSKY REACTION   IN-SITU GENERATION   ENANTIOSELECTIVE SYNTHESIS   STEREOSELECTIVE-SYNTHESIS   CARBONYL-COMPOUNDS   N-SULFONYLIMINES   PHOSPHAZENE BASE   EPOXIDES   ALDEHYDES   ALKALOIDS  

摘要： Heating one of the most abundant naturally occurring inorganic chemicals (elemental sulfur) with one of the most readily available homochiral molecules (limonene) gives a one-step synthesis of a chiral sulfide which exhibits outstanding selectivities in sulfur ylide mediated asymmetric epoxidations and aziridinations. In particular reactions of benzyl and allylic sulfonium salts with both aromatic and aliphatic aldehydes gave epoxides with perfect enantioselectivities and the highest diastereoselectivities reported to date. In addition reactions with imines gave aziridines again with the highest enantioselectivities and diastereoselectivities reported to date. The reactions are scaleable, and the sulfide can be reisolated in high yield. The epoxidation has been used as the key step in a convergent and stereoselective synthesis of each of the diastereoisomers of the cinchona alkaloids, quinine and quinidine.

关键词： STEREOSELECTIVE-SYNTHESIS   ENANTIOSELECTIVE SYNTHESIS   ASYMMETRIC AZIRIDINATION   THERMODYNAMIC PREFERENCE   IMINE AZIRIDINATION   CHIRAL AZIRIDINES   N-SULFONYLIMINES   VINYL   OLEFINATION   NITRENE  

摘要： Highly diastereoselective synthesis of cis-trisubstituted vinylaziridines containing a quaternary carbon center is realized by a one-pot protocol in which the combination of sulfur ylide-mediated aziridination of cyclic ketimines and Pd(0)-catalyzed isomerization is employed successfully.

关键词： 环加成反应   硫叶立德   环结构   串联   烯烃   硝基   环境友好   现代工业  

摘要： 现代工业快速发展所带来的生态、环境、资源等方面问题已成为国际社会各界关注的焦点，研究高效的绿色合成已不可避免地成为人类社会的战略选择．如何用简单、安全、环境友好的操作快速定量地将简单易得的原料转化为复杂分子（分子的复杂性构建）是具有挑战性的研究课题．

关键词： 硫叶立德   烯丙基   环化反应   串联反应   氮杂环丙烷   立体选择性  

摘要： 高立体选择性地合成烯丙基取代的三元环衍生物一直是有机化学家们关注的一个课题,烯丙基叶立德环化反应是合成这类衍生物的有效方法之一。本论文主要研究了烯丙基硫叶立德的Michael加成和环氧化串联反应,环丙烷化反应和氮杂环丙烷化反应。 论文第二章中研究了溴代巴豆酸甲酯衍生的手性锍盐2a引发的Michael加成和环氧化串联反应。发现一系列的α,β?不饱和酮,无论β?位取代基为芳基、烷基或氢均能与手性锍盐2a顺利进行反应,以中等到良好的产率、对映选择性合成光学活性环己二烯环氧衍生物。通过单晶的X-ray分析确定了产物的绝对构型。对于该串联反应,提出了可能的反应机理。通过合成该串联反应最后一步即分子内叶立德环氧化的锍盐20,进一步确定了反应的机理。通过对反应条件的调控,由溴代巴豆酸甲酯衍生的手性樟脑锍盐2a与α,β?不饱和酮反应,高选择性地合成了一系列的烯基环丙烷衍生物。对于大部分底物,反应的顺反选择性单一,而且ee值均能维持在97-99%之间;反应的化学选择性优秀,反应过程中没有检测到环己二烯环氧化合物的生成。通过化学转化确定了环丙烷的绝对构型,结合反应的情况、锍盐的结构提出了该手性樟脑硫叶立德环丙烷化反应的不对称诱导模型。 论文第三章中研究了经硫叶立德途径和Pd（0）催化的异构化反应实现的“一锅法”环状酮亚胺的烯基氮杂环丙烷化反应。该反应以良好到优秀的产率、大于99/1的顺反选择性得到含有一个叔碳中心的顺式氮杂环丙烷。通过单晶的X-ray分析确认了产物的结构。结合反应结果和产物的相对构型,对反应的机理进行了讨论。同时还研究了酮亚胺不对称的氮杂环丙烷化反应,在最优化的条件下反应取得了中等到良好的产率、优秀的顺反选择性和优秀的对映选择性。