鈀催化烯丙基碳酸肟酯及丙炔酸的偶聯(lián)反應(yīng).pdf

1、鈀催化的脫羧偶聯(lián)反應(yīng)具有反應(yīng)條件溫和、區(qū)域選擇性好和立體選擇性高等特點(diǎn)，是構(gòu)建碳-碳鍵和碳-雜鍵的重要合成方法，成為了近些年來有機(jī)合成反應(yīng)研究的熱點(diǎn)之一。本文研究了鈀催化烯丙基碳酸肟酯的脫羧偶聯(lián)反應(yīng)，合成了10個(gè)烯丙基肟系列化合物;研究了鈀催化丙炔酸與N-氨基吡啶碘鹽的脫羧偶聯(lián)環(huán)化反應(yīng)，合成了6個(gè)2-取代吡唑并[1，5-a]吡啶系列化合物;研究了鈀催化丙炔酸與碘葉立德的脫氫偶聯(lián)環(huán)化反應(yīng)，合成了10個(gè)2(5H)-呋喃酮（丁烯酸內(nèi)酯）系列化

2、合物。采用質(zhì)譜、核磁共振氫譜和碳譜等波譜方法表征了化合物的結(jié)構(gòu)，個(gè)別難以確定結(jié)構(gòu)的化合物則采用單晶X-衍射最終確證其結(jié)構(gòu)。通過文獻(xiàn)數(shù)據(jù)分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，提出了相應(yīng)的偶聯(lián)反應(yīng)機(jī)理。
　　(1)鈀催化烯丙基碳酸肟酯脫羧偶聯(lián)反應(yīng)合成烯丙基肟類化合物。分別以烯丙基碳酸肟酯類化合物為底物，以Pd(PPh3)4為催化劑，二氯甲烷(DCM)為溶劑，常溫下反應(yīng)8 min得到10個(gè)烯丙基肟類化合物，柱色譜分離產(chǎn)率為74％～90％。該反應(yīng)條件溫和、對環(huán)

3、境友好、反應(yīng)速度快;反應(yīng)底物適應(yīng)范圍廣，無論是烯丙基碳酸酮肟酯或是烯丙基碳酸醛肟酯都能達(dá)到中等偏上的收率，烯丙基碳酸醛肟酯的苯環(huán)上連有不同的取代基時(shí)，尤其是當(dāng)連有吸電子基時(shí)，對產(chǎn)率幾乎沒影響。另外，本論文提出了鈀催化脫羧偶聯(lián)反應(yīng)機(jī)理，結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明，底物結(jié)構(gòu)中取代基團(tuán)的空間位阻效應(yīng)是得到單一產(chǎn)物的關(guān)鍵因素。
　　(2)鈀催化丙炔酸與N-氨基吡啶鹽脫羧偶聯(lián)環(huán)化反應(yīng)合成2-取代吡唑并[1，5-a]吡啶類化合物。分別以丙炔酸類化合

4、物和N-氨基吡啶鹽類化合物為底物，以PdCl2/PPh3為催化體系，K2CO3為堿，DCM為溶劑，80℃溫度下反應(yīng)24 h，得到6個(gè)2-取代吡唑并[1，5-a]吡啶類化合物，柱色譜分離產(chǎn)率為59％～77％。該方法中丙炔酸類化合物和 N-氨基吡啶碘鹽類化合物均無需預(yù)功能化，縮短了合成步驟，提高了反應(yīng)效率。論文中提出了鈀催化脫羧偶聯(lián)環(huán)化機(jī)理，結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明，當(dāng)炔酸和吡啶環(huán)上連有給電子基團(tuán)時(shí)，能降低氮正離子中間體的正電性，有利于產(chǎn)物的生

5、成。
　　(3)鈀催化丙炔酸與碘葉立德脫氫偶聯(lián)環(huán)化反應(yīng)合成2(5H)-呋喃酮類化合物。分別以丙炔酸類化合物和碘葉立德類化合物為底物，以Pd(PPh3)4為催化劑，K2CO3為堿，DCM為溶劑，25℃溫度下反應(yīng)6h，得到10個(gè)2(5H)-呋喃酮類化合物，柱色譜分離產(chǎn)率為74％～98％。該方法反應(yīng)條件溫和，環(huán)境友好，脫氫偶聯(lián)/環(huán)化的串聯(lián)反應(yīng)路線縮短了反應(yīng)步驟，提高了反應(yīng)效率。反應(yīng)底物適應(yīng)性強(qiáng)，尤其是苯丙炔酸與2-乙?；峒柞サ獗胶捅?/p>

6、二酸二乙酯碘苯的反應(yīng)，產(chǎn)率分別達(dá)到96％和93％;與連芳基的丙炔酸相比，連有烷基的丙炔酸反應(yīng)產(chǎn)率較低，但也能達(dá)到74％。在機(jī)理研究中發(fā)現(xiàn)，鈀催化劑是引導(dǎo)中間體環(huán)化的決定性因素，堿是起輔助催化作用，如在Pd(PPh3)4和K2CO3的共同作用下，則能順利得到較高收率的產(chǎn)物。
　　肟類化合物是廣泛存在于天然產(chǎn)物和活性藥物中的一種單元結(jié)構(gòu)，具有廣譜的殺菌消炎作用，經(jīng)常用來修飾一些孢唑肟鈉、頭孢噻肟鈉、頭孢特侖酯、頭孢克肟等胺噻肟類頭孢菌