基于有机单元反应的集成逻辑设计自组织反应系统的研究
发布时间：2021-06-25 09:57
小分子集群的自分类行为是分子自组织行为中一种重要的表达形式,而分子自组织行为是揭示化学变化过程与生命运转机制的重要媒介,但目前大多数对于自分类行为这一自组织形态表达的研究主要聚焦于小分子集群弱相互作用的非共价键形式。那么,基于共价键的形成和断裂为研究对象的化学反应是否存在分子自分类的这种自组织行为呢?本论文希望通过研究复杂化学反应系统中集群单元反应的分子自分类行为,逻辑设计自组织反应系统从而为杂环骨架的构建寻找更加高效的合成方法,实现分子自组织行为从非共价键到共价键的跨越。因此我们认为“自组织反应系统”是基于多样性有机单元反应为基本构件、按照化学结构的逻辑转化关系而理性设计组合所形成的关联反应集成体,是一个具有高度自分类性的复杂化学反应系统。对于该反应系统的研究不仅可以使我们了解和认识微观粒子的自组织行为,而且还能为其存在的表达形式及水平提供了一个极为有效的观测媒介,同时也是我们进一步揭示和发现分子集群自分类行为的新的切入点。此外,还为我们对复杂结构体分子的构造寻找高效绿色的合成途径提供了新的策略和思路。本论文以已知的有机单元反应为节点,以各个反应子序列具有自分类的行为为前提,将有机单...
【文章来源】：华中师范大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：414 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
本论文主要创新点
第一章 有机单元反应为基本构件的自组织反应系统的概述
§1.1 自组织反应系统的理论概述
§1.2 自组织反应系统的基本构件概述
1.2.1 串级人名反应
1.2.2 串级交叉脱氢偶联环化反应
1.2.3 串级氧化偶联环化反应
1.2.4 连续C-H活化环化反应
1.2.5 α-酮醛的多组分环化反应
§1.3 课题的提出
参考文献
第二章 基于氧化环化芳基甲基酮和苄胺构建2,5-二芳基噁唑
§2.1 引言
2.1.1 苄胺作为酰基和羧基等当体的反应
2.1.2 苄胺用于构建苯并五元杂环化合物
2.1.3 苄胺用于构建苯并六元杂环化合物
2.1.4 苄胺用于构建六元杂环化合物
2.1.5 苄胺用于构建五元杂环化合物
§2.2 合成2,5-二芳基噁唑
2.2.1 反应条件的优化
2.2.2 底物范围的扩展
2.2.3 反应机理的探讨
§2.3 实验部分
2.3.1 实验试剂及仪器
2.3.2 目标产物的合成通法
§2.4 波谱数据
§2.5 本章小结
参考文献
第三章 基于甲基转移策略实现芳基酰肼的环化
§3.1 引言
3.1.1 金属有机试剂作为甲基化试剂
3.1.2 有机硼试剂作为甲基化试剂
3.1.3 N-甲基三级胺作为甲基化试剂
3.1.4 DMF和DMA作为甲基化试剂
3.1.5 甲醇作为甲基化试剂
3.1.6 羧酸作为甲基化试剂
3.1.7 砜和亚砜作为甲基化试剂
3.1.8 二甲基硫叶立德作为甲基化试剂
3.1.9 过氧化物作为甲基化试剂
3.1.10 基于甲基转移策略合成杂环化合物
§3.2 合成2-芳基-1,3,4-噁二唑
3.2.1 反应条件的优化
3.2.2 底物范围的扩展
3.2.3 反应机理的探讨
§3.3 实验部分
3.3.1 实验试剂及仪器
3.3.2 目标产物的合成通法
§3.4 波谱数据
§3.5 本章小结
参考文献
第四章 基于C-酰基亚胺的环加成策略合成取代喹啉
§4.1 引言
4.1.1 氧化甲基和亚甲基为羰基的反应
4.1.2 C-酰基亚胺参与的环加成反应
§4.2 合成2-酰基4-芳基喹啉
4.2.1 反应条件的优化
4.2.2 底物范围的扩展
4.2.3 反应机理的探讨
§4.3 实验部分
4.3.1 实验试剂及仪器
4.3.2 目标产物的合成通法
§4.4 波谱数据
§4.5 本章小结
参考文献
第五章 基于交叉脱氢偶联策略实现吲噪C-3的双羰基化
§5.1 引言
5.1.1 经典的氧化途径合成1,2-二羰基化合物
5.1.2 α,β环氧酮重排途径合成1，2-二羰基化合物
5.1.3 亚胺与腈的还原偶联途径合成1,2-二羰基化合物
5.1.4 α-酮酰氯酰基化途径合成1,2-二羰基化合物
5.1.5 自由基途径合成1,2-二羰基化合物
5.1.6 1,3-二酮的氧化断裂C-C键途径合成1,2-二羰基化合物
5.1.7 芳基甲基酮的氧化偶联途径合成1,2-二羰基化合物
5.1.8 其他途径合成1,2-二羰基化合物
§5.2 吲哚C-3的双羰基化
5.2.1 反应条件的优化
5.2.2 底物范围的扩展
5.2.3 反应机理的探讨
§5.3 实验部分
5.3.1 实验试剂及仪器
5.3.2 目标产物的合成通法
§5.4 波谱数据
§5.5 本章小结
参考文献
第六章 基于氧化交叉偶联策略构建萘并呋喃-3(2H)-酮
§6.1 引言
6.1.1 单电子转移过程
6.1.2 Ⅹ-Ⅰ键形成过程
6.1.3 自由基过程
§6.2 合成1,4-二酮
6.2.1 反应条件的优化
6.2.2 底物范围的扩展
6.2.3 反应机理的探讨
§6.3 实验部分
6.3.1 实验试剂及仪器
6.3.2 目标产物的合成通法
§6.4 波谱数据
§6.5 本章小结
参考文献
第七章 基于原位交叉捕获策略实现苯并噻唑的酰基化
§7.1 引言
7.1.1 一氧化碳作为羰基源
7.1.2 醛作为酰基源
7.1.3 苄醇作为酰基源
7.1.4 芳基甲烷作为酰基源
7.1.5 α-二酮作为酰基源
7.1.6 α-小酮酸作为酰基源
7.1.7 腈作为酰基源
§7.2 合成2-酰基苯并噻唑
7.2.1 反应条件的优化
7.2.2 底物范围的扩展
7.2.3 反应机理的探讨
§7.3 实验部分
7.3.1 实验试剂及仪器
7.3.2 目标产物的合成通法
§7.4 波谱数据
§7.5 本章小结
参考文献
第八章 基于DMSO在连续sp~3 C-H官能团化策略中的关键作用实现芳基甲基酮与乙酰胺的氧化环化
§8.1 引言
8.1.1 DMSO作为氧化剂
8.1.2 DMSO作为甲磺酰化试剂
8.1.3 DMSO作为碳源
8.1.4 DMSO作为硫源
8.1.5 DMSO作为活化试剂
§8.2 合成3-硫甲基4-芳基马来酰亚胺
8.2.1 反应条件的优化
8.2.2 底物范围的扩展
8.2.3 反应机理的探讨
§8.3 实验部分
8.3.1 实验试剂及仪器
8.3.2 目标产物的合成通法
§8.4 波谱数据
§8.5 本章小结
参考文献
第九章 基于三序列自分类汇聚集成策略合成3-硫甲基-4-芳基马来酰亚胺
§9.1 引言
§9.2 合成3-硫甲基4-芳基马来酰亚胺
9.2.1 反应条件的优化
9.2.2 底物范围的扩展
9.2.3 反应机理的探讨
§9.3 实验部分
9.3.1 实验试剂及仪器
9.3.2 目标产物的合成通法
§9.4 波谱数据
§9.5 本章小结
参考文献
第十章 基于三序列自分类汇聚集成策略合成6-碘-3-硫甲基-2-芳基咪唑[1,2-a]并吡啶
§10.1 引言
§10.2 合成6-碘-3-硫甲基-2-芳基咪唑[1,2-a]并吡啶
10.2.1 反应条件的优化
10.2.2 底物范围的扩展
10.2.4 反应机理的探讨
§10.3 实验部分
10.3.1 实验试剂及仪器
10.3.2 目标产物的合成通法
§10.4 波谱数据
§10.5 本章小结
参考文献
第十一章 基于副产物催化的单线型反应序列的集成策略实现取代喹啉的合成
§11.1 引言
§11.2 合成取代喹啉
11.2.1 反应条件的优化
11.2.2 底物范围的扩展
11.2.3 反应机理的探讨
§11.3 实验部分
11.3.1 实验试剂及仪器
11.3.2 目标产物的合成通法
§11.4 波谱数据
§11.5 本章小结
参考文献
第十二章 基于脱酰基化策略合成哒嗪和哒嗪-3-酮
§12.1 引言
12.1.1 邻位官能团化的芳基甲醛和芳基甲酮的脱酰基化
12.1.2 1,3-二羰基化合物的脱酰基化
12.1.3 芳基甲基酮的脱酰基化
12.1.4 1,4-烯二酮的脱酰基化
12.1.5 其他含羰基底物的脱酰基化
§12.2 合成3,6-二芳基哒嗪和6-芳基哒嗪-3-酮
12.2.1 反应条件的优化
12.2.2 底物范围的扩展
12.2.3 反应机理的探讨
§12.3 实验部分
12.3.1 实验试剂及仪器
12.3.2 目标产物的合成通法
§12.4 波谱数据
§12.5 本章小结
参考文献
第十三章 全文总结与展望
附录Ⅰ：部分化合物谱图
附录Ⅱ：部分化合物的晶体数据
附录Ⅲ：攻读博士学位期间发表论文
致谢
本文编号：3249002
【文章来源】：华中师范大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：414 页
【学位级别】：博士
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中文摘要
Abstract
本论文主要创新点
第一章 有机单元反应为基本构件的自组织反应系统的概述
§1.1 自组织反应系统的理论概述
§1.2 自组织反应系统的基本构件概述
1.2.1 串级人名反应
1.2.2 串级交叉脱氢偶联环化反应
1.2.3 串级氧化偶联环化反应
1.2.4 连续C-H活化环化反应
1.2.5 α-酮醛的多组分环化反应
§1.3 课题的提出
参考文献
第二章 基于氧化环化芳基甲基酮和苄胺构建2,5-二芳基噁唑
§2.1 引言
2.1.1 苄胺作为酰基和羧基等当体的反应
2.1.2 苄胺用于构建苯并五元杂环化合物
2.1.3 苄胺用于构建苯并六元杂环化合物
2.1.4 苄胺用于构建六元杂环化合物
2.1.5 苄胺用于构建五元杂环化合物
§2.2 合成2,5-二芳基噁唑
2.2.1 反应条件的优化
2.2.2 底物范围的扩展
2.2.3 反应机理的探讨
§2.3 实验部分
2.3.1 实验试剂及仪器
2.3.2 目标产物的合成通法
§2.4 波谱数据
§2.5 本章小结
参考文献
第三章 基于甲基转移策略实现芳基酰肼的环化
§3.1 引言
3.1.1 金属有机试剂作为甲基化试剂
3.1.2 有机硼试剂作为甲基化试剂
3.1.3 N-甲基三级胺作为甲基化试剂
3.1.4 DMF和DMA作为甲基化试剂
3.1.5 甲醇作为甲基化试剂
3.1.6 羧酸作为甲基化试剂
3.1.7 砜和亚砜作为甲基化试剂
3.1.8 二甲基硫叶立德作为甲基化试剂
3.1.9 过氧化物作为甲基化试剂
3.1.10 基于甲基转移策略合成杂环化合物
§3.2 合成2-芳基-1,3,4-噁二唑
3.2.1 反应条件的优化
3.2.2 底物范围的扩展
3.2.3 反应机理的探讨
§3.3 实验部分
3.3.1 实验试剂及仪器
3.3.2 目标产物的合成通法
§3.4 波谱数据
§3.5 本章小结
参考文献
第四章 基于C-酰基亚胺的环加成策略合成取代喹啉
§4.1 引言
4.1.1 氧化甲基和亚甲基为羰基的反应
4.1.2 C-酰基亚胺参与的环加成反应
§4.2 合成2-酰基4-芳基喹啉
4.2.1 反应条件的优化
4.2.2 底物范围的扩展
4.2.3 反应机理的探讨
§4.3 实验部分
4.3.1 实验试剂及仪器
4.3.2 目标产物的合成通法
§4.4 波谱数据
§4.5 本章小结
参考文献
第五章 基于交叉脱氢偶联策略实现吲噪C-3的双羰基化
§5.1 引言
5.1.1 经典的氧化途径合成1,2-二羰基化合物
5.1.2 α,β环氧酮重排途径合成1，2-二羰基化合物
5.1.3 亚胺与腈的还原偶联途径合成1,2-二羰基化合物
5.1.4 α-酮酰氯酰基化途径合成1,2-二羰基化合物
5.1.5 自由基途径合成1,2-二羰基化合物
5.1.6 1,3-二酮的氧化断裂C-C键途径合成1,2-二羰基化合物
5.1.7 芳基甲基酮的氧化偶联途径合成1,2-二羰基化合物
5.1.8 其他途径合成1,2-二羰基化合物
§5.2 吲哚C-3的双羰基化
5.2.1 反应条件的优化
5.2.2 底物范围的扩展
5.2.3 反应机理的探讨
§5.3 实验部分
5.3.1 实验试剂及仪器
5.3.2 目标产物的合成通法
§5.4 波谱数据
§5.5 本章小结
参考文献
第六章 基于氧化交叉偶联策略构建萘并呋喃-3(2H)-酮
§6.1 引言
6.1.1 单电子转移过程
6.1.2 Ⅹ-Ⅰ键形成过程
6.1.3 自由基过程
§6.2 合成1,4-二酮
6.2.1 反应条件的优化
6.2.2 底物范围的扩展
6.2.3 反应机理的探讨
§6.3 实验部分
6.3.1 实验试剂及仪器
6.3.2 目标产物的合成通法
§6.4 波谱数据
§6.5 本章小结
参考文献
第七章 基于原位交叉捕获策略实现苯并噻唑的酰基化
§7.1 引言
7.1.1 一氧化碳作为羰基源
7.1.2 醛作为酰基源
7.1.3 苄醇作为酰基源
7.1.4 芳基甲烷作为酰基源
7.1.5 α-二酮作为酰基源
7.1.6 α-小酮酸作为酰基源
7.1.7 腈作为酰基源
§7.2 合成2-酰基苯并噻唑
7.2.1 反应条件的优化
7.2.2 底物范围的扩展
7.2.3 反应机理的探讨
§7.3 实验部分
7.3.1 实验试剂及仪器
7.3.2 目标产物的合成通法
§7.4 波谱数据
§7.5 本章小结
参考文献
第八章 基于DMSO在连续sp~3 C-H官能团化策略中的关键作用实现芳基甲基酮与乙酰胺的氧化环化
§8.1 引言
8.1.1 DMSO作为氧化剂
8.1.2 DMSO作为甲磺酰化试剂
8.1.3 DMSO作为碳源
8.1.4 DMSO作为硫源
8.1.5 DMSO作为活化试剂
§8.2 合成3-硫甲基4-芳基马来酰亚胺
8.2.1 反应条件的优化
8.2.2 底物范围的扩展
8.2.3 反应机理的探讨
§8.3 实验部分
8.3.1 实验试剂及仪器
8.3.2 目标产物的合成通法
§8.4 波谱数据
§8.5 本章小结
参考文献
第九章 基于三序列自分类汇聚集成策略合成3-硫甲基-4-芳基马来酰亚胺
§9.1 引言
§9.2 合成3-硫甲基4-芳基马来酰亚胺
9.2.1 反应条件的优化
9.2.2 底物范围的扩展
9.2.3 反应机理的探讨
§9.3 实验部分
9.3.1 实验试剂及仪器
9.3.2 目标产物的合成通法
§9.4 波谱数据
§9.5 本章小结
参考文献
第十章 基于三序列自分类汇聚集成策略合成6-碘-3-硫甲基-2-芳基咪唑[1,2-a]并吡啶
§10.1 引言
§10.2 合成6-碘-3-硫甲基-2-芳基咪唑[1,2-a]并吡啶
10.2.1 反应条件的优化
10.2.2 底物范围的扩展
10.2.4 反应机理的探讨
§10.3 实验部分
10.3.1 实验试剂及仪器
10.3.2 目标产物的合成通法
§10.4 波谱数据
§10.5 本章小结
参考文献
第十一章 基于副产物催化的单线型反应序列的集成策略实现取代喹啉的合成
§11.1 引言
§11.2 合成取代喹啉
11.2.1 反应条件的优化
11.2.2 底物范围的扩展
11.2.3 反应机理的探讨
§11.3 实验部分
11.3.1 实验试剂及仪器
11.3.2 目标产物的合成通法
§11.4 波谱数据
§11.5 本章小结
参考文献
第十二章 基于脱酰基化策略合成哒嗪和哒嗪-3-酮
§12.1 引言
12.1.1 邻位官能团化的芳基甲醛和芳基甲酮的脱酰基化
12.1.2 1,3-二羰基化合物的脱酰基化
12.1.3 芳基甲基酮的脱酰基化
12.1.4 1,4-烯二酮的脱酰基化
12.1.5 其他含羰基底物的脱酰基化
§12.2 合成3,6-二芳基哒嗪和6-芳基哒嗪-3-酮
12.2.1 反应条件的优化
12.2.2 底物范围的扩展
12.2.3 反应机理的探讨
§12.3 实验部分
12.3.1 实验试剂及仪器
12.3.2 目标产物的合成通法
§12.4 波谱数据
§12.5 本章小结
参考文献
第十三章 全文总结与展望
附录Ⅰ：部分化合物谱图
附录Ⅱ：部分化合物的晶体数据
附录Ⅲ：攻读博士学位期间发表论文
致谢
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