基于芳基酮醛參與的多組分串級環(huán)化反應構建雜環(huán)結構體.pdf

1、雜環(huán)化合物是一類廣泛存在于各種天然產物、農藥、醫(yī)藥以及功能材料分子中的重要核心骨架。在合成化學領域與醫(yī)藥行業(yè)中，對于雜環(huán)化合物的合成已成為當前研究的熱點。然而從簡單易得的起始原料出發(fā)直接合成具有多樣性與復雜性的雜環(huán)化合物是一項十分具有挑戰(zhàn)性的研究課題。目前，最具發(fā)展前景的合成方法之一是基于多組分串級環(huán)化反應來直接構建雜環(huán)化合物。多組分反應由于其反應效率高、原子利用率高、操作簡便、步驟經濟性、匯聚性、產物結構復雜性和多樣性等優(yōu)點廣泛應用于

2、有機合成與生物醫(yī)藥合成等領域之中。而串級環(huán)化反應是基于一鍋中連續(xù)發(fā)生多個化學鍵的形成并成環(huán)的過程，不僅避免了分步反應的繁瑣操作，而且節(jié)約了溶劑和試劑的消耗，具有綠色高效、經濟環(huán)保的優(yōu)點，因而作為一種最直觀有效的合成雜環(huán)化合物的方法受到有機合成化學家們的廣泛關注。
　　本論文采用芳基酮醛參與的多組分反應作為合成策略，以串級環(huán)化反應作為媒介，通過多個單元反應的自組織集成，設計合成一系列具有潛在生物活性和藥理活性的含氮、含氧以及含硫雜環(huán)

3、化合物。主要包括以下幾個部分:
　　第一章，首先概述了多組分串級環(huán)化反應的理論，然后總結了近年來國內外多組分串級環(huán)化反應在合成雜環(huán)化合物方面的研究進展，包括基于人名反應、過渡金屬催化、酸/堿介導、小分子催化以及其他條件下的多組分串級環(huán)化反應的研究，并對芳基酮醛參與的多組分串級環(huán)化反應合成多元雜環(huán)或稠環(huán)化合物進行了詳細的論述。最后，提出了本論文的研究目標和研究思路。
　　第二章，以芳基酮醛、鄰氨基芐胺、硝基烯烴三組分作為反應底

4、物，通過縮合、親核加成、Michael加成、Henry環(huán)化、氧化芳構化等有機單元反應的集成，在酸的催化下發(fā)生串級雙環(huán)化反應直接合成了4，9-二氫吡咯并[2，1-b]喹唑啉衍生物，并且實現(xiàn)了一鍋一步連續(xù)構建兩個環(huán)，合成四個鍵的成鍵方式。該方法與前期的文獻相比，具有反應高效、原料簡單易得、條件溫和、操作簡便等優(yōu)點。
　　第三章，以芳基酮醛、色胺、硝基烯烴三組分作為反應底物，通過Pictet-Spengler環(huán)化、Michel加成、He

5、nry環(huán)化、氧化芳構化等有機單元反應的集成，在無金屬催化的條件下直接合成了二氫中氮茚并[8，7-b]吲哚衍生物，通過對活潑中間體1-芳甲酰基四氫-β-咔啉的原位捕獲首次實現(xiàn)了生物堿類似物的一鍋一步直接合成。
　　第四章，在第三章的基礎上，以芳基酮醛、色胺作為基本反應底物，生成活潑中間體1-芳甲酰基四氫-β-咔啉后，分別利用肉桂醛、丁炔二酸二甲酯、丙二腈進行原位捕獲，通過多樣性導向合成的策略，合成一系列不同取代基的二氫中氮茚并[8,

6、7-b]吲哚衍生物，進一步揭示了含有α-氨基酮片段的化合物在合成雜環(huán)方面具有十分廣泛的應用。
　　第五章，基于sp3C-H雙官能團化反應的迅猛發(fā)展，設計以芳乙酮作為底物，對甲基sp3C-H進行碘代和Kornblum氧化生成芳基酮醛，并用兩分子4-羥基香豆素進行原位捕獲，形成雙官能團取代的芳乙酮，進而通過酯交換、氧化芳構化等反應直接構建吡喃酮并[3，2-c]香豆素衍生物。相比傳統(tǒng)的金屬催化sp3C-H活化并雙官能團化的反應而言，此合

7、成方法不需要使用金屬催化劑、配體以及其他添加劑，具有反應條件溫和、底物適用范圍廣泛、經濟環(huán)保等優(yōu)點。
　　第六章，基于自組織反應網絡的研究，設計將多組分串級環(huán)化反應與自分類反應有機地結合起來，形成一種新穎的多組分自分類串級環(huán)化反應，利用芳基酮醛、腈類化合物、硫脲三組分作為反應底物，通過溶劑的調控，使其化學選擇性地合成四氫吡咯并[1，2-c]咪唑和四氫吡咯并[1，2-c]噻唑衍生物。
　　第七章，對本博士論文的全部工作進行了總