关键词： 烯胺   炔基吡啶   腙   硫叶立德   吡唑  

摘要： 吡啶和吡唑类化合物不仅是重要的有机合成中间体,而且是多种天然产物和药物分子的母核,具有多种重要的生物和药物活性。因此,对吡啶和吡唑类化合物的合成以及性质研究一直是有机化学领域的研究热点。在该研究领域中,虽然多种合成吡啶和吡唑化合物的方法已经被广泛被报道,但发展简单、高效合成上述两类化合物的新方法非常令人期待。烯胺和腙类化合物是两类重要的含氮有机合成中间体,广泛应用于多种重要含氮有机化合物的合成。因此,对烯胺和腙类化合物的合成以及应用研究一直得到人们广泛关注。本论文以N-酰基烯胺和磺酰腙为起始原料,以研究它们新型环合反应为核心,对过渡金属催化的N-酰基烯胺和端炔的环合反应以及碱驱动的磺酰腙与硫叶立德的环合反应进行了研究,具体研究内容如下:1.在碘化亚铜的催化作用下,成功实现了一分子的N-酰基烯胺和两分子丙炔酸酯的多米诺环合反应,制备了一系列炔基取代的吡啶类化合物。该反应具有底物适用范围广,操作简单高效,一步构建三个碳碳键以及副产物只有水等优点。该实验结果不仅提供了一种简单、高效合成炔基取代吡啶的新方法,而且为烯胺和炔烃化合物的环合反应在构建其它杂环化合物中的应用提供了新思路。2.在氢化钠的驱动作用下,成功实现了磺酰腙和硫叶立德的[4+1]环化反应,合成了一系列吡唑类衍生物。该反应无需过渡金属催化剂,反应条件温和,底物简单易得,产物产率高,操作简单,这为吡唑类衍生物的合成提供了一种简单、高效的新策略。

关键词： 钌催化   碳氢活化   硫叶立德   芳并吡喃  

摘要： 芳并吡喃是一类重要的结构骨架,存在于各种自然或合成的化合物中。这些化合物具有广泛较好的生物和光电性质而在医药化学,合成化学和光电材料中应用。此外,该结构还是重要的药物中间体,例如Mansonone F、Biflorin等都具有良好的抗菌和抗感染等活性。因此探讨芳并吡喃类骨架的合成与修饰,也越来越受到学者们的关注。本论文尝试开发一种通用、简便高效合成萘并[1,8-bc]吡喃类化合物的方法。以1-萘酚和亚砜叶立德为底物,利用弱配位羟基导向过渡金属钌催化的C-H酰甲基化及环化反应。首先,在对大量文献调研的基础上设计出模板反应,经过对添加剂、碱等条件的考察筛选得到了最优反应条件。随后考察了底物的适用性,不同取代基的1-萘酚类化合物和亚砜叶立德类底物在过渡金属钌的催化作用下,以中等至良好的产率转化为酰甲基化产物。随后,利用一锅法将酰基甲基化产物转化为具有荧光特性的芳并吡喃类化合物。最后,为了探究该反应的机理,我们进行了分子内竞争实验和氢氘交换实验,初步推测可能的反应机理。本文所建立的酰甲基化反应合成萘并[1,8-bc]吡喃类化合物的方法对比以往手段,有着化学选择性较高、底物普适性好、操作简便和经济环保等优点。

关键词： 苯并氮杂卓   环丁烯酮   硫叶立德   环加成  

摘要： 作为在生物医药和化学合成具有重要的研究价值的氮杂环化合物,苯并氮杂卓和吡啶并氮杂卓衍生物的有效合成方法一直热度不减。鉴于合成这类化合物的重大研究价值,我们结合课题组这些年对乙烯酮研究,试图引入氮硫叶立德作为反应中的氮烯转移试剂,将环丁烯酮作为乙烯酮前体来探索制备苯并氮杂卓类化合物的新途径。本篇论文主要可以分为以下两个内容:（1）综述了苯并氮杂卓类化合物的研究意义和多种有效合成方法。介绍了环丁烯酮和硫叶立德的特点,分别研究了参与的环加成反应的背景研究分析。（2）实现了无金属催化的氮硫叶立德和环丁烯酮的[4+3]环加成反应。通过优化催化剂、溶剂、温度和当量等反应条件,最终得到苯并氮杂卓产物的最优收率为91%,以及吡啶并氮杂卓产物的最优收率达到69%。该反应原料稳定且易制备,无需添加催化剂。同时,反应官能团适用性好,收率优异,并成功通过克级反应和衍生应用实验。随即,推测出了该反应的两种反应途径。首先,环丁烯酮受热开环并生成烯酮中间体。然后,氮硫叶立德对中间体进行一个亲核进攻,加成到中间体上。接着裂解极化的N-S键,环化得到产物。第二种途径是先形成氮丙啶类似物的中间体,然后发生一个重排和芳构化。

关键词： 噻唑烯酮   芴硫叶立德   [2+1]环加成   螺环化合物  

摘要： 本文介绍了一种利用[2+1]环加成反应构筑螺环化合物的有效方法。实验以噻唑烯酮和芴硫叶立德前体盐为反应底物,以Cs_(2)CO_(3)作为碱,在甲苯中常温下反应1 h即可获得目标产物;实验结果表明,不同类型的噻唑烯酮均可与芴硫叶立德在室温下顺利反应,以41%~97%的产率和优秀的非对映选择性获得相应的双螺环产物。本实验的意义在于首次利用芴硫叶立德与噻唑烯酮发展了一种新型的高效合成双螺环化合物的方法,这类噻唑类螺环化合物在抗菌、病毒防治、合成医药中间体等方面有着潜在的应用价值。

关键词： 硫鎓盐   硫叶立德   环化反应   杂环化合物  

摘要： 杂环化合物是极其重要的一类化合物,是自然界中最常见,种类最丰富,数量最庞大的一类化合物之一。杂环化合物不仅广泛存在于天然产物和药物分子中,还常应用于高分子化学、材料化学等领域当中。此外,杂环化合物还可以作为保护基,有机催化剂,中间体等应用于有机合成反应中。因此,在有机合成领域中以绿色化学的理念,发展绿色构建杂环化合物的合成方法,促进绿色有机合成方法学的研究有着十分重要的意义,也得到了化学家们相当大的关注。本文基于研究硫鎓盐与简单易得的底物发生环化反应,以条件温和,操作简便的合成方法,快速高效的构建噁庚英,3-甲基硫-4喹诺酮,噻唑啉等杂环化合物,主要研究内容如下:首先,我们发展了一锅反应的巴豆酸酯衍生的硫鎓盐和苯甲醛、1,3-茚满二酮发生多组分[4+3]环加成反应。通过该策略,可以快速地合成一系列结构多样的茚并[1,2-b]噁庚英类化合物。该方法底物普适性好,收率高,合成步骤简便,符合绿色化学的理念。其次,成功发展了3-甲基硫-4喹诺酮类衍生物的合成。我们使用炔丙基硫鎓盐和靛红酸酐为原料,4-二甲氨基吡啶(DMAP)作为碱催化剂,经过[4+2]环加成过程,以较高的收率得到一系列目标产物。最后,设计了巴豆酸酯衍生的硫鎓盐和β-酮硫代酰胺的[3+2]环化反应。成功合成了一系列含有噻唑啉骨架的化合物。同时,在使用1-甲基-2-氧代-N-芳基吲哚啉-3-硫代酰胺作为原料与硫鎓盐发生反应时,意外地构建了螺环[吲哚啉-3,3’-噻吩]分子骨架。

关键词： 苄基化试剂   苄基保护基   硫叶立德   糖的修饰   药物修饰  

摘要： 在药物分子及复杂天然产物的合成中,苄基作为最常用的保护基之一,因其稳定的化学性质,温和的脱保护条件,与绝大多数其他基团具有兼容性的优点,在有机合成中应用非常广泛。目前,苄基大多通过威廉姆森醚合成法引入,需要在强碱性条件下进行,酸性条件下的苄基化方法较为少见。同时由于目前的苄基化方法大多存在着官能团耐受性差、反应条件不够温和、反应产率较低、产生不必要的副产物等局限,因此,发展一种绿色高效、底物适用性广、反应条件温和的苄基化方法,对药物分子及复杂天然产物的合成具有重要意义。本论文发展了一种新的硫叶立德结构的苄基化试剂:(4-硝基苯基)二乙氧羰基苄基硫叶立德。它是一种可以在室温下稳定保存的黄色晶体,制备方法高效、经济、环保。该苄基化试剂可以在弱酸性条件下,实现对多种类型底物的苄基化,具有广泛的底物适用性,在烷基醇、硫醇、硫酚、酸、糖类、胺类甚至一些药物分子上都有非常好的应用。该苄基化反应的条件也十分温和,对一些酸或碱敏感的基团如硅基、酰基等等均有良好的耐受性。本文也对该苄基化反应的机理进行了详细的阐述。通过核磁实验监测硫叶立德的活化过程,我们清晰的证明了活性中间体Bn OTf的存在。在酸性条件下,硫叶立德首先被活化生成硫盐,室温下硫盐不稳定分解产生Bn OTf,随后Bn OTf再与底物反应从而实现相应官能团的苄基化。该反应经历了类似S1过程且反应具有可逆性。综上,我们发展了一种弱酸性条件下硫叶立德参与的苄基化方法,其反应条件温和,具有广泛的底物适用范围且能成功应用于部分药物分子的合成与修饰中。该方法的发展将为药物分子及复杂天然产物的合成提供有力的工具。

关键词： 氧化硫叶立德   芳香亚硝基化合物   三组份   异噁唑烷   氮杂环丙烷  

摘要： 长久以来,含氮杂环化合物一直在生物、医药、化工领域扮演着举足轻重的角色,吸引着广大科研工作者对其进行持续多角度的研究。其中同时含有氮、氧原子的五元杂环化合物——异噁唑烷和最小含氮杂环化合物——氮杂环丙烷不仅广泛存在于天然化合物中而且是众多化学药物的核心砌块。因此,本论文主要研究了这两类化合物方便、快速、高效的构建方法。具体内容分为如下两部分:1、无催化剂条件下氧化硫叶立德、芳香亚硝基化合物与烯烃一锅法串联反应制备异噁唑烷。通过单因素变量法优化得到最优反应条件,在此基础上进行底物广普性研究共制备出45种异噁唑烷,最高收率达98%,非对映选择性最高达7:1。然后通过控制实验研究反应机理并提出了一种可能的反应路径。最后对反应进行的放大试验和对异噁唑烷的进一步衍生试验均获得了满意的结果。2、无催化剂条件下氧化硫叶立德、芳香亚硝基化合物与末端炔烃一锅法串联反应制备氮杂环丙烷。通过单因素变量法优化得到最优反应条件,并在此基础上对底物广普性进行考察,共制备出29种氮杂环丙烷,最高收率达89%,非对映选择性最高达6.6:1。然后通过控制实验研究反应详细机制并提出了一种可能的反应路径,解释反应选择性差异原因。最后对反应进行放大试验和氮杂环丙烷的开环反应研究均取得满意的结果。

关键词： 氧化硫叶立德   自身偶联   铜催化   银添加剂  

摘要： 硫叶立德是一类两性离子化合物,碳负离子被相连的硫正离子所稳定,硫叶立德可以提供有机合成中广泛被需要的亲核中心,其中带有负电荷的碳原子可以和不同的亲电试剂发生反应以合成不同结构的化合物,在反应过程中带正电荷的杂原子可以作为离去基团而被脱除。这为有机合成提供了重要的方法,是现代化学工业中不可或缺的一部分。半个多世纪以来,氧化硫叶立德类化合物在有机合成中应用广泛,特别是在材料、药物活性骨架合成中发挥了重要的作用。该类化合物可以用于X-H键插入、以及通过环化反应构建杂环,还可以作为一类“明星”一碳或二碳合成子应用于许多反应。氧化硫叶立德由于具有稳定性高、操作安全、便于存储、易于获得等优点,它也是金属卡宾反应中重氮化合物的一个优秀代替品。氧化硫叶立德还可以为具有生物活性的杂环骨架的合成提供新的策略,因此探索各种各样的试剂与氧化硫叶立德的反应是一个热门的研究课题。本论文主要研究铜催化硫叶立德的反应,发展了一种合成新型氧化硫叶立德的方法。具体内容如下:1.以α-羰基氧化硫叶立德为原料,在铜的催化下生成一分子卡宾,随后进攻另一分子α-羰基氧化硫叶立德,在氧气的作用下发生自身偶联,随后脱去一分子水合成α,α,β-三羰基氧化硫叶立德。2.通过探索该反应在不同铜催化剂、银添加剂、以及溶剂和不同气氛下的反应活性,得到该反应最佳反应条件为0.2 mmol的1a,醋酸铜（10 mmol%）为反应催化剂,三氟醋酸银（10 mmol%）为添加剂,在90℃,氧气气氛下反应12小时。该方法具有底物范围广,产率高和成本低等优点。根据相关的机理验证实验,探索了反应机理,提出了可能的反应机理。银盐的添加对反应产率的提升起到了至关重要的作用。此外,还开展了产物的衍生化研究。

关键词： 铑催化   2H-吲唑   α-羰基硫叶立德   酰甲基化  

摘要： 2H-吲唑是一类重要的含氮杂环化合物,在天然产物、药物和生物活性化合物中有着广泛的应用,是一种普遍存在的分子骨架。此外,α-羰基硫叶立德由于稳定性好,在有机化学反应中经常用作卡宾配体。本论文通过螯合辅助策略,在空气条件下,Cp*Rh（Ⅲ）催化作用下,2H-吲唑与α-羰基硫叶立德反应,从而实现2H-吲唑的酰甲基化。主要研究内容如下:首先我们以2-苯基-2H-吲唑1a和α-羰基硫叶立德2a为模板底物,对反应条件进行筛选,确定的优化条件为:2-苯基-2H-吲唑1a（0.2 mmol）和α-羰基硫叶立德2a（0.4 mmol）为底物,3 mol%的二氯（五甲基环戊二烯基）合铑（Ⅲ）为催化剂,AgSbF6（13.7 mg,20 mol%）、特戊酸（40.8 mg,0.4 mmol）和醋酸锌（22.0 mg,60 mol%）为添加剂,1,2-二氯乙烷（2 mL）为溶剂,并在空气氛围100℃条件下搅拌12小时。在优化条件下,对底物范围进行了扩展,得到酰甲基化产物3和4共计42例,其中最高产率为88%（Scheme 1）。该方案能以中等至良好的收率区域选择性地实现2-芳基-2H-吲唑的酰甲基化反应,具有底物适应性广,官能团兼容性好和操作简单的优点。H/D交换实验表明C-H键的断裂是可逆的,其可能不是反应的决速步骤。