鈀催化喹啉-異喹啉衍生物的多樣性合成及其機(jī)理的研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，化學(xué)產(chǎn)品的使用越來(lái)越多，傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)已經(jīng)給人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重的污染和破壞，保護(hù)生態(tài)環(huán)境、加強(qiáng)污染治理已成為世界各國(guó)共同關(guān)注的大事。為了有效控制化學(xué)污染,開發(fā)新的高效、低毒、環(huán)境相容性好的產(chǎn)品，優(yōu)化生產(chǎn)工藝路線是一種行之有效的方法。喹啉/異喹啉化合物因其擁有顯著的生物活性而廣泛的應(yīng)用于高活性藥物的開發(fā)。傳統(tǒng)的合成喹啉/異喹啉化合物的方法從提出至今已有幾十年的歷史，許多方法仍存在效率較低、污染較大等不足，已經(jīng)

2、遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)如今的要求，開發(fā)新的合成方法勢(shì)在必行。
　　過(guò)渡金屬鈀催化環(huán)化含有類親核體的炔類化合物是合成雜環(huán)化合物的有效方法。通過(guò)區(qū)域選擇或者立體選擇性的加入一些親核體以及在碳-碳三鍵被活化的情況下可以方便的催化合成喹啉類化合物。這種方法最大的優(yōu)點(diǎn)是精簡(jiǎn)了氮雜環(huán)化合物的合成步驟，不僅提高了整體效率，也提高了原子經(jīng)濟(jì)性。
　　在此思路指導(dǎo)下，我們系統(tǒng)的研究了鈀催化芳基疊氮化合物、芐基疊氮化合物、芳基醛肟-炔基化合物合成喹啉/

3、異喹啉化合物的反應(yīng)，初步開展了鈀催化芳基疊氮化合物和有機(jī)鹵代物為多取代喹啉的方法研究，具體內(nèi)容如下：
　?。?）利用鈀催化劑一鍋法合成烯丙基喹啉的研究。烯丙基化反應(yīng)是有機(jī)反應(yīng)中一類重要的反應(yīng)。烯丙基喹啉化合物因其官能團(tuán)的特殊性而具有一些重要的生物活性，同時(shí)烯丙基可以作為中間體參與到下一步的反應(yīng)中。我們發(fā)展了一種鈀催化芳基疊氮化合物一鍋法合成烯丙基喹啉的方法，該反應(yīng)在10 mmol％的Pd(PPh3)4催化下，以5 eq的K3PO4

4、為堿,以DMF為溶劑，在100℃下進(jìn)行，收率適中。該反應(yīng)可以通過(guò)調(diào)整炔丙基亞甲基位置上的取代基來(lái)選擇性合成3,4-二烯丙基喹啉或3-烯丙基喹啉。通過(guò)對(duì)機(jī)理的研究發(fā)現(xiàn)，相較于之前的Au+和I+的催化合成方法，鈀催化方法不同之處在于鈀催化疊氮-炔基環(huán)化反應(yīng)中可以先在炔丙基的亞甲基位置烯丙基化，然后再發(fā)生環(huán)化-烯丙基化反應(yīng)生成最終產(chǎn)物。
　?。?）利用鈀催化劑一鍋法合成烯丙基異喹啉的研究。先前報(bào)道的合成烯丙基異喹啉的方法往往會(huì)借助較高的

5、溫度、較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間來(lái)達(dá)到較好的收率。我們發(fā)展了一種鈀催化芐基疊氮-炔基化合物一鍋法合成4-烯丙基異喹啉或1,4-二烯丙基異喹啉的方法，該反應(yīng)在5 mmol%的Pd(PPh3)4催化下，以5 eq的K3PO4為堿，以DMF為溶劑，在100℃下進(jìn)行，收率較高。研究發(fā)現(xiàn)，芐基上的取代基對(duì)形成4-烯丙基異喹啉或1,4-二烯丙基異喹啉起到重要作用。通過(guò)對(duì)反應(yīng)機(jī)理的研究發(fā)現(xiàn)，具有強(qiáng)吸電子作用的疊氮基的存在對(duì)于烯丙基化反應(yīng)起決定作用，當(dāng)不含疊氮基時(shí)

6、，反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行。
　?。?）使用鈀催化劑催化環(huán)化芳基醛肟為3,4-二氫異喹啉N-氧化物的研究。異喹啉 N-氧化物是一種非常重要的異喹啉衍生物，應(yīng)用非常廣泛。我們發(fā)展了一種鈀催化2-丁炔基苯甲醛肟為3,4-二氫異喹啉 N-氧化物的方法，該反應(yīng)在10 mmol%的Pd(PPh3)4催化下，在40 mmol%的苯甲酸存在條件下，以二氧六環(huán)為溶劑，在100℃下進(jìn)行反應(yīng)，收率較高。反應(yīng)普適性強(qiáng)，反應(yīng)條件簡(jiǎn)單。研究發(fā)現(xiàn)鈀/羧酸催化系統(tǒng)能夠有效

7、地促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行，同時(shí)我們還對(duì)反應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行了研究。
　　（4）使用鈀催化劑催化疊氮-炔烴化合物和有機(jī)鹵代物為多取代喹啉的研究。尋找高效的，普適性強(qiáng)的合成多取代喹啉化合物的方法一直是氮雜化學(xué)的研究熱點(diǎn)。我們發(fā)展了一種鈀催化疊氮-炔烴化合物和有機(jī)鹵代物一鍋法合成多取代喹啉的方法。目前已經(jīng)對(duì)反應(yīng)的條件進(jìn)行了優(yōu)化，得到最佳條件是在20 mmol%的Pd(PPh3)4催化下，使用5 eq的NaHCO3為堿，以DMF為溶劑，在100℃下進(jìn)行