基于串聯反應的自分類集成構建2-烯-1,4二酮及雜環(huán)化合物.pdf

1、為了滿足現代社會對環(huán)境友好,簡便高效和原子經濟的有機合成方法的要求,人們建立了串聯反應策略,通過將多個相關的化學反應融合到一鍋中自動有序地進行,不需分離中間體,即可直接生成目標產物。目前已有很多關于串聯反應的文獻報道,但如何發(fā)展和建立新穎的串聯反應策略,指導人們進行串聯反應設計,進一步提高串聯反應的合成效率,仍是非常重要也是非常令人感興趣的研究課題。受到自然界中集群分子的自分類行為的啟發(fā),我們設想多條自分類的串聯反應路徑可以集成到同一反

2、應現場,彼此互不干擾地執(zhí)行,各自生成的末端中間體能夠進一步發(fā)生匯聚反應,生成更為復雜的目標分子,這種“匯聚串聯模式”顯然比傳統(tǒng)的僅有一條串聯反應路徑的“線性串聯模式”更為高效。
　　 本論文基于串聯反應的自分類集成,提出了多個新穎的串聯反應策略,實現了2-烯-1,4-二酮和一系列新穎雜環(huán)的高效合成,主要分為以下幾部分:
　　 第一章,首先概述了近年來發(fā)展的新穎的串聯反應策略,然后綜述了2-烯-1,4-二酮的合成方法及在有

3、機合成中的應用,隨后基于串聯反應的自分類集成,提出了本論文的研究思路。
　　 第二章,受到自然界中利用不同底物聚焦于共同的中間體,隨后經過相同的反應路徑生成目標產物的串聯反應模式的啟發(fā),基于串聯反應可以自分類并存于同一現場的設想,我們提出了聚焦串聯反應策略,以芳乙酮或芳乙烯為底物,在CuO/I2或IBX/CuO/I2的作用下,聚焦于α-酮醛中間體,隨后與1,3-二羰基化合物發(fā)生交叉偶聯反應,成功制備了不對稱的2-烯-1,4-二酮

4、。
　　 第三章,由于許多化學反應仍需要定量的試劑來保證其合成效率,而且都會生成定量的“廢棄物”,我們設想將兩個或多個串聯反應集成到一個反應體系中,利用上游串聯反應所需的定量試劑所生成的副產物來催化下游的串聯反應,不僅可以提高整體反應的原子經濟性,而且由于串聯反應的累積效應,可以生成更為復雜的目標分子?；诖?我們提出了可持續(xù)集成串聯反應策略,首先以1,3-二羰基化合物和芳乙酮或芳乙烯為底物,在定量的CuO/I2的作用下,經過串

5、聯反應I原位生成2-烯-1,4-二酮中間體,同時副產物HI被DMSO或CuO氧化,重新生成至少0.5當量的I2,隨后在原位重新生成的I2的催化下,2-烯-1,4-二酮中間體與加入的脲經過串聯反應Ⅱ生成四取代乙內酰脲。該串聯反應經過了六個不同的基元反應步驟:碘化-Kornblum氧化-Knoevenagel縮合-1,2-加成/Michael加成一氧化脫氫-1,2-重排反應。
　　 第四章,若兩個或多個相關的串聯反應可以集成到一鍋中

6、進行,利用復雜度的累積效應,可以高效制備目標分子。我們設想若同一底物可以自分類為兩部分,分別參與上游和下游的串聯反應,可以將上游和下游的串聯反應集成到一鍋中制備復雜的日標分子?；诖?我們提出了底物自分類集成串聯反應策略,實現了以α-硝基酮為底物,自分類為兩部分,一部分與芳乙酮或芳乙烯經過串聯反應I生成2-硝基-2-烯-1,4-二酮,另一部分與2-硝基-2-烯-1,4-二酮中間體經過串聯反應Ⅱ生成多取代異噁唑。
　　 第五章,由

7、于復雜分子的實際構筑過程中,分步反應依然是不可或缺的,為了最大限度地提高反應效率,降低對環(huán)境的污染,一種理想的途徑是利用一系列連續(xù)的串聯反應來構筑目標分子。因此,我們提出了分步集成串聯反應策略,通過兩步反應將制備2-烯-1,4-二酮的“聚焦串聯反應”和CH3SO3H催化的Friedel-Crafts/Paal-Knorr“線性串聯反應”集成到一起,成功構筑了雙雜環(huán)的3-(呋喃-3-基)吲哚衍生物。
　　 第六章,基于同源自分類串