過(guò)渡金屬催化的吲哚及吲哚嗪類雜環(huán)化合物的合成新方法研究.pdf

1、含氮雜環(huán)化合物是重要的有機(jī)分子，廣泛存在于醫(yī)藥、農(nóng)藥及材料分子中。吲哚及吲哚嗪是重要的含氮芳香雜環(huán)化合物，具有潛在的生物活性，已成為許多藥物分子的核心結(jié)構(gòu)單元，因此其合成及衍生研究受到有機(jī)化學(xué)家及藥物化學(xué)家的廣泛關(guān)注。發(fā)展高效合成吲哚及吲哚嗪類化合物的新方法具有重要的學(xué)術(shù)意義和潛在的應(yīng)用前景。
　　論文探索了過(guò)渡金屬催化的芳基鹵化物、類鹵化物對(duì)不飽和雙鍵類親電試劑的加成反應(yīng)，發(fā)展了吲哚及吲哚嗪的合成新方法。研究?jī)?nèi)容包括：(1)利用

2、鎳催化劑，在鋅粉作為還原劑的條件下實(shí)現(xiàn)分子內(nèi)芳香鹵化物對(duì)酮的親核加成反應(yīng)，通過(guò)脫水獲得吲哚類化合物。(2)使用同樣的鎳/鋅粉催化體系上研究了分子間芳香類鹵化合物對(duì)醛的加成反應(yīng)，獲得二芳基甲醇類化合物，實(shí)現(xiàn)了過(guò)渡金屬催化的類鹵化物的格氏類型反應(yīng)；并通過(guò)調(diào)控反應(yīng)條件，實(shí)現(xiàn)了類鹵化物與醛的直接偶聯(lián)反應(yīng)，獲得一系列二芳基酮類化合物。(3)研究了烯炔基吡啶、親核試劑以及親電試劑的三組份串聯(lián)環(huán)化反應(yīng)，利用二價(jià)鈀為催化劑，通過(guò)環(huán)化、Michael加成

3、、以及Heck反應(yīng)等實(shí)現(xiàn)了官能化1,2,3-三取代吲哚嗪類化合物的合成。
　　論文第二章研究了鎳催化芳香鹵化物對(duì)羰基的加成反應(yīng)合成吲哚類化合物。鹵代烴對(duì)羰基的親核加成反應(yīng)是構(gòu)建碳-碳鍵的重要方法之一。傳統(tǒng)方法將鹵代烴制備成有機(jī)金屬試劑與羰基化合物發(fā)生親核加成反應(yīng)，但這些試劑反應(yīng)活性高，官能團(tuán)耐受性能差，應(yīng)用受到一定的限制。論文利用二價(jià)鎳Ni(dppe)Br2為催化劑，鋅粉為還原劑，研究了鄰氨基芳基溴化物對(duì)酮的分子內(nèi)親核加成反應(yīng)，通

4、過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化確定較優(yōu)條件為：2-(N-甲基)鄰溴苯胺基-1-芳基乙酮(0.2mmol),Ni(dppe)Br2(0.02mmol),鋅粉(0.3mmol)，乙二醇二甲醚(2.0mL)，反應(yīng)溫度100℃，反應(yīng)時(shí)間48小時(shí)。在此條件下，2-(N-甲基)鄰溴苯胺基-1-芳基乙酮系列化合物的分子內(nèi)親核加成反應(yīng)以38-90％的收率獲得一系列吲哚衍生物，共合成了28個(gè)化合物，其中包括22個(gè)新化合物。該方法利用過(guò)渡金屬催化劑，實(shí)現(xiàn)鹵代烴對(duì)醛、酮等羰基化

5、合物的格氏類型的親核加成反應(yīng)，可避免活潑金屬試劑的制備、有毒試劑使用并提高官能團(tuán)兼容性，具有重要意義。
　　論文第三章研究了類鹵化物芳基三氟甲磺酸酯與醛的分子間親核加成反應(yīng)。利用Ni(dppe)Br2為催化劑，鋅粉為還原劑，通過(guò)優(yōu)化發(fā)現(xiàn)較優(yōu)條件為：芳基三氟甲磺酸酯(0.2mmol)，醛(0.4mmol)，Ni(dppe)Br2(0.02mmol)，鋅粉(0.5mmol)，甲醇(2.0mL)，75℃下反應(yīng)48小時(shí)。在此條件下，芳基三

6、氟甲磺酸酯與醛發(fā)生親核加成反應(yīng)，以11-84%的收率獲得了17個(gè)二芳基甲醇類化合物，包括3個(gè)新結(jié)構(gòu)化合物。研究還發(fā)現(xiàn)，在相同催化體系下通過(guò)將反應(yīng)溶劑甲醇改變?yōu)樗臍溥秽?，芳基三氟甲磺酸酯與醛發(fā)生直接偶聯(lián)反應(yīng)，以21-92%的收率得到15個(gè)二芳基酮類化合物，包括4個(gè)新結(jié)構(gòu)化合物。論文初步探索了鎳催化的鹵代烴、類鹵化物對(duì)羰基親核反應(yīng)的催化機(jī)理。
　　論文第四章設(shè)計(jì)了烯炔基吡啶類化合物并將其作為反應(yīng)底物，研究了該底物與親電試劑、親核試劑的

7、三組份串聯(lián)環(huán)化反應(yīng)。利用Pd(CH3CN)2Cl2為催化劑，碳酸鉀為堿，在乙腈溶劑中，通過(guò)丙二酸酯、吲哚等親核試劑對(duì)烯炔基吡啶的Michael加成反應(yīng)、炔基吡啶的環(huán)化以及與親電試劑的偶聯(lián)反應(yīng)，以55-85%的收率合成了19個(gè)吲哚嗪類化合物，為高度官能化的多取代吲哚嗪類生物活性分子的合成提供了新方法。
　　此外，論文第五章還研究了水促進(jìn)的無(wú)催化劑氮雜Baylis-Hillman反應(yīng)。在室溫下，3-胺基丙烯酸酯與偶氮二甲酸二乙酯（或二