| 题名 | sp2杂化的碳氮键断裂催化转化研究 |
| 作者 | 张正兵 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 夏纪宝 |
| 关键词 | 芳香胺 酰胺 C‒N键断裂 过渡金属催化 亲核催化 Aromatic Amines Amides C–N Bonds Cleavage Transition Metal Catalysis Lewis Base Catalysis |
| 学位名称 | 理学博士 |
| 其他题名 | 无 |
| 学位专业 | 有机化学 |
| 英文摘要 | C–N键是自然界最丰富的化学键之一，广泛存在于有机小分子、生物大分子以及药物分子中。目前，化学家已经发展了大量的成熟方法来构建C–N键，比如Ullmann和Buchwald–Hartwig等偶联反应。相反，因C–N键具有高稳定性和化学惰性，其断裂的催化转化研究很少，特别是sp2杂化的C–N键。含sp2杂化的C–N键的芳香胺、酰胺是天然产物和药物分子之中的重要结构单元，通过对这类C–N键的断裂转化研究，可能对药物分子的后期修饰具有重要的意义。本论文主要围绕选择性地活化芳香胺或者酰胺的C–N键，实现芳香胺或者酰胺的高效催化转化展开研究。主要的研究成果如下： 一、以N-Boc保护的三级芳香胺为原料，实现了第一例镍催化非导向芳香胺的芳基C–N键断裂的Kumada偶联反应，在温和反应条件下高效地将芳基C–N键转化为C–C键。以NiCl2(PCy3)2作催化剂，甲苯作溶剂，N-Boc芳香胺与芳基格氏试剂在25 oC条件下反应，得到非对称的二芳基化合物。此反应底物中不需要导向基团的存在，可实现克级规模的合成。通过控制实验和DFT计算研究机理表明，首先是低价镍活性物种对芳基C–N键氧化加成，这是反应的决速步骤，随后与格氏试剂发生转金属反应，最后发生C–C键的还原消除得到二芳基化合物。芳香胺氮上的Boc基团起到了至关重要的作用，可以很大程度上削弱芳基C–N键的键能并促进其断裂。 二、以单保护的N-芳基磺酰胺为原料，实现了第一例镍催化非导向的含NH苯胺衍生物的芳基C–N键断裂转化，在温和条件下高效地通过芳基C–N键断裂构建C–C键。以NiCl2(PCy3)2作催化剂，氮杂卡宾作配体，甲苯/正丁醚作混合溶剂，N-芳基磺酰胺化合物和格氏试剂在70 oC条件下反应得到二芳基化合物。此反应的底物易制备，不局限于π-共轭的萘胺底物，且在底物中不需要导向基团。此反应可实现克级规模的合成。以苯胺化合物为原料，通过此方法可合成得到良好收率的镇痛药联苯乙酸乙酯和抗菌药联苯苄唑。通过对反应机理的研究发现，N-芳基磺酰胺在格氏试剂的存在下生成了关键的芳基酰胺镁盐中间体。 三、以含酰胺的芳基联烯作原料，实现了第一例弱活化联烯的Lewis碱催化反应。通过酰胺C‒N键的断裂重组，酰胺的氨基部分和酰基部分全部转移到产物中，克服了传统方法中的酰胺C‒N键断裂过程中氨基部分丢失的缺点，以一种简单、高效的方法合成了具有潜在生物活性骨架并作为药物“特权”结构之一的吲哚酮化合物。以便宜、易得的4-二甲氨基吡啶作催化剂，四氢呋喃作溶剂，含酰胺的芳基联烯在50 ~ 120 oC条件下得到2-烷基3-芳基吲哚化合物。通过控制实验和DFT计算表明，Lewis碱亲核进攻联烯中间碳形成两性离子中间体是反应的决速步骤，反应历程中经历了一个连续的[1,4]-和[1,6]-氢迁移过程。 |
| 学科主题 | 不填 |
| 目次 | 不填 |
| 页码 | 227 |
| DOI标识 | 不填 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.licp.cn/handle/362003/26405]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_OSSO国家重点实验室 |
| 作者单位 | 1.中国科学院兰州化学物理研究所; 2.中国科学院大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张正兵. sp2杂化的碳氮键断裂催化转化研究[D]. 北京. 中国科学院大学. |
| 个性服务 |
| 查看访问统计 |
| 相关权益政策 |
| 暂无数据 |
| 收藏/分享 |
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。
修改评论