基于芳基酮醛參與的多組分串級(jí)環(huán)化反應(yīng)構(gòu)建雜環(huán)結(jié)構(gòu)體.pdf

1、雜環(huán)化合物是一類廣泛存在于各種天然產(chǎn)物、農(nóng)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(xué)領(lǐng)域與醫(yī)藥行業(yè)中，對(duì)于雜環(huán)化合物的合成已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。然而從簡(jiǎn)單易得的起始原料出發(fā)直接合成具有多樣性與復(fù)雜性的雜環(huán)化合物是一項(xiàng)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(jí)環(huán)化反應(yīng)來(lái)直接構(gòu)建雜環(huán)化合物。多組分反應(yīng)由于其反應(yīng)效率高、原子利用率高、操作簡(jiǎn)便、步驟經(jīng)濟(jì)性、匯聚性、產(chǎn)物結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和多樣性等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于

2、有機(jī)合成與生物醫(yī)藥合成等領(lǐng)域之中。而串級(jí)環(huán)化反應(yīng)是基于一鍋中連續(xù)發(fā)生多個(gè)化學(xué)鍵的形成并成環(huán)的過(guò)程，不僅避免了分步反應(yīng)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(jīng)濟(jì)環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，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(jī)合成化學(xué)家們的廣泛關(guān)注。
　　本論文采用芳基酮醛參與的多組分反應(yīng)作為合成策略，以串級(jí)環(huán)化反應(yīng)作為媒介，通過(guò)多個(gè)單元反應(yīng)的自組織集成，設(shè)計(jì)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(gè)部分:
　　第一章，首先概述了多組分串級(jí)環(huán)化反應(yīng)的理論，然后總結(jié)了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外多組分串級(jí)環(huán)化反應(yīng)在合成雜環(huán)化合物方面的研究進(jìn)展，包括基于人名反應(yīng)、過(guò)渡金屬催化、酸/堿介導(dǎo)、小分子催化以及其他條件下的多組分串級(jí)環(huán)化反應(yīng)的研究，并對(duì)芳基酮醛參與的多組分串級(jí)環(huán)化反應(yīng)合成多元雜環(huán)或稠環(huán)化合物進(jìn)行了詳細(xì)的論述。最后，提出了本論文的研究目標(biāo)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(yīng)底

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

5、nry環(huán)化、氧化芳構(gòu)化等有機(jī)單元反應(yīng)的集成，在無(wú)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(guò)對(duì)活潑中間體1-芳甲?；臍?β-咔啉的原位捕獲首次實(shí)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(chǔ)上，以芳基酮醛、色胺作為基本反應(yīng)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(jìn)行原位捕獲，通過(guò)多樣性導(dǎo)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(jìn)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(yīng)用。
　　第五章，基于sp3C-H雙官能團(tuán)化反應(yīng)的迅猛發(fā)展，設(shè)計(jì)以芳乙酮作為底物，對(duì)甲基sp3C-H進(jìn)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(jìn)行原位捕獲，形成雙官能團(tuán)取代的芳乙酮，進(jìn)而通過(guò)酯交換、氧化芳構(gòu)化等反應(yīng)直接構(gòu)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(tuán)化的反應(yīng)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(yīng)條件溫和、底物適用范圍廣泛、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
　　第六章，基于自組織反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的研究，設(shè)計(jì)將多組分串級(jí)環(huán)化反應(yīng)與自分類反應(yīng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，形成一種新穎的多組分自分類串級(jí)環(huán)化反應(yīng)，利用芳基酮醛、腈類化合物、硫脲三組分作為反應(yīng)底物，通過(guò)溶劑的調(diào)控，使其化學(xué)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(duì)本博士論文的全部工作進(jìn)行了總