水楊酰肼-銅催化C-N偶聯(lián)反應(yīng)研究.pdf

1、含氮雜環(huán)類化合物在醫(yī)藥、農(nóng)藥、天然產(chǎn)物等領(lǐng)域用途廣泛，此類化合物的合成一直是有機合成研究中的熱門領(lǐng)域之一。其中銅催化的Ullmann反應(yīng)是構(gòu)建C-N鍵最有效的合成方法之一。但是傳統(tǒng)的Ullmann反應(yīng)所需反應(yīng)條件比較苛刻，往往需要當(dāng)量的銅催化劑、很高的反應(yīng)溫度和很長的反應(yīng)時間，限制了該反應(yīng)的應(yīng)用范圍。隨著化學(xué)工作者的深入研究，發(fā)現(xiàn)在催化體系中加入合適的配體，可以在比較溫和的反應(yīng)條件下，提高反應(yīng)效率。所以，目前對Ullmann反應(yīng)的研究主

2、要集中在銅-配體的設(shè)計與優(yōu)化方面。
　　在前期研究的基礎(chǔ)上，本文致力于開發(fā)新型高效的“銅-配體”催化體系，進一步優(yōu)化完善銅催化的C-N偶聯(lián)反應(yīng)，具體工作包括以下幾個部分：
　　第一部分，設(shè)計合成了系列水楊酰肼類化合物作為銅催化劑配體，建立了CuSO4/酰肼配體催化體系，實現(xiàn)了水相中咪唑及其他含氮雜環(huán)的N-芳基化反應(yīng)。在最優(yōu)反應(yīng)條件[CuSO4(10 mmol％)，2-羥基-N’-甲基苯甲酰肼(L4，20 mmol%)，TBA

3、B(20 mmol%)，NaOH(2 equiv.)，H2O(1.0 mL)，120℃，24 h]下，模型反應(yīng)對甲基碘苯和咪唑的偶聯(lián)反應(yīng)產(chǎn)率達到87%。催化體系的底物適用性研究表明，在最優(yōu)的反應(yīng)條件下，不同取代的碘代芳烴、溴代芳烴均能與咪唑、吲哚、芐胺等親核試劑順利的發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)，得到了24種目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率在25-94%之間，并用1H NMR對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進行了表征。
　　第二部分，為了拓展前期建立的銅/酰肼類配體催化體系的應(yīng)用范圍，

4、建立了CuI/酰肼類配體催化體系，實現(xiàn)了有機相中鹵代芳烴與芳基炔烴的 Sonogashira偶聯(lián)反應(yīng)。在最優(yōu)反應(yīng)條件[L4，(20 mmol%)，CuI(10 mmol%)，K2CO3(1.0 mmol)，DMF(1.0 mL)，120℃，24 h]下，模型反應(yīng)對碘苯甲醚和苯乙炔的偶聯(lián)反應(yīng)產(chǎn)率達到86%。催化體系的底物適用性拓展研究結(jié)果表明不同取代的碘代芳烴與芳香炔烴的偶聯(lián)反應(yīng)都可以順利進行，得到10種目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率在34-86%之間，

5、并用1H NMR對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進行了表征。
　　第三部分，催化劑或配體的循環(huán)使用是實現(xiàn)催化體系綠色化的重要手段，基于此，我們開展了水楊酰肼配體的固載化和循環(huán)使用研究工作。首先利用點擊化學(xué)反應(yīng)，將水楊酰肼通過三氮唑連接到氯甲基聚苯乙烯樹脂上，并利用紅外光譜對其結(jié)構(gòu)進行了表征。隨后，選取對甲基碘苯和咪唑的偶聯(lián)為模型反應(yīng)，對固載化的水楊酰肼配體進行了活性研究，遺憾的是結(jié)果并不理想，產(chǎn)率僅為20%，其原因可能是空間位阻較大，影響了配體與銅的配