過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化學家及藥物化學家的廣泛關(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術(shù)意義和潛在的應用前景。
　　論文探索了過渡金屬催化的芳基鹵化物、類鹵化物對不飽和雙鍵類親電試劑的加成反應，發(fā)展了吲哚及吲哚嗪的合成新方法。研究內(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現(xiàn)分子內(nèi)芳香鹵化物對酮的親核加成反應，通過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醛的加成反應，獲得二芳基甲醇類化合物，實現(xiàn)了過渡金屬催化的類鹵化物的格氏類型反應；并通過調(diào)控反應條件，實現(xiàn)了類鹵化物與醛的直接偶聯(lián)反應，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，利用二價鈀為催化劑，通過環(huán)化、Michael加成

3、、以及Heck反應等實現(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羰基的加成反應合成吲哚類化合物。鹵代烴對羰基的親核加成反應是構(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金屬試劑與羰基化合物發(fā)生親核加成反應，但這些試劑反應活性高，官能團耐受性能差，應用受到一定的限制。論文利用二價鎳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酮的分子內(nèi)親核加成反應，通

4、過系統(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)，反應溫度100℃，反應時間48小時。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)親核加成反應以38-90％的收率獲得一系列吲哚衍生物，共合成了28個化合物，其中包括22個新化合物。該方法利用過渡金屬催化劑，實現(xiàn)鹵代烴對醛、酮等羰基化

5、合物的格氏類型的親核加成反應，可避免活潑金屬試劑的制備、有毒試劑使用并提高官能團兼容性，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。利用Ni(dppe)Br2為催化劑，鋅粉為還原劑，通過優(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48小時。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，以11-84%的收率獲得了17個二芳基甲醇類化合物，包括3個新結(jié)構(gòu)化合物。研究還發(fā)現(xiàn)，在相同催化體系下通過將反應溶劑甲醇改變?yōu)樗臍溥秽蓟谆撬狨ヅc醛發(fā)生直接偶聯(lián)反應，以21-92%的收率得到15個二芳基酮類化合物，包括4個新結(jié)構(gòu)化合物。論文初步探索了鎳催化的鹵代烴、類鹵化物對羰基親核反應的催化機理。
　　論文第四章設(shè)計了烯炔基吡啶類化合物并將其作為反應底物，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。利用Pd(CH3CN)2Cl2為催化劑，碳酸鉀為堿，在乙腈溶劑中，通過丙二酸酯、吲哚等親核試劑對烯炔基吡啶的Michael加成反應、炔基吡啶的環(huán)化以及與親電試劑的偶聯(lián)反應，以55-85%的收率合成了19個吲哚嗪類化合物，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的無催化劑氮雜Baylis-Hillman反應。在室溫下，3-胺基丙烯酸酯與偶氮二甲酸二乙酯（或二