新型催化剂的设计合成及两种优势骨架的合成方法学研究

发布时间：2017-04-08 07:03

  本文关键词：新型催化剂的设计合成及两种优势骨架的合成方法学研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本论文由两个部分组成。第一部分是新型双官能化小分子手性催化剂的合成及其在Aldol缩合反应中的应用。3-取代-3-羟基吲哚啉-2-酮类化合物是一种广泛存在于多种活性化合物中的优势结构,尤其是手性的3-取代-3-羟基吲哚啉-2-酮类结构。手性的3-取代-3-羟基吲哚啉-2-酮类化合物通常可以由不对称Aldol缩合反应得到,而我们发现手性的2-氨基嘧啶-4(H)-酮衍生物可用于催化不对称Aldol缩合反应。本部分我们首先以奎尼丁为原料,设计并合成了一种新型的具有嘧啶结构的双官能化小分子催化剂,用来高效对映选择性合成3-取代-3-羟基吲哚啉-2-酮化合物。然后以靛红和丙酮的Aldol缩合为模型反应来对催化剂活性以及对映选择性评估,通过对溶剂、催化剂当量、底物当量、反应体系浓度等条件进行筛选及优化,确定最佳反应条件。最后又进行了底物适用范围研究,ee值高达94%,收率高达92%,表明催化剂具有广泛的底物适用性。我们发现了一种新型双官能化小分子催化剂,并将其成功应用于Aldol缩合反应中,合成具有潜在生物活性的3-取代-3-羟基吲哚啉-2-酮优势骨架,具有重要的应用价值。第二部分是水相溶剂中的吲唑氮1位选择性芳基化反应研究。吲唑类衍生物因其具备良好的生物活性而备受关注,尤其是1位单取代的吲唑类衍生物,这种化合物在众多疾病适用症方面都表现出了良好的生物活性及治疗效果。在本部分我们引入绿色化学的概念,以水溶液代替传统的有机溶液,并通过加入表面活性剂,不仅解决了溶解性的问题,而且促进了Ullmann偶联反应的发生。本部分我们以吲唑和4-碘甲苯的Ullmann偶联反应为模型反应,通过一系列条件筛选及优化,如催化剂、配体、表面活性剂、温度等条件进行筛选及优化,确定最佳反应条件,在保证整个反应绿色环保、条件温和的前提下,高效的地合成吲唑环的1位单取代产物。通过底物适用范围研究,发现表面活性剂可广泛地应用于铜催化的Ullmann偶联反应,可高效地得到1位单取代的吲唑类衍生物。我们成功发展了一种绿色高效的,选择性合成具有广泛生物活性的1位单取代吲唑衍生物的方法,具有重要的意义和应用价值。
【关键词】：3-取代-3-羟基吲哚啉-2-酮 对映选择性 奎尼丁 吲唑 选择性芳基化
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R914.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一部分 新型双官能化小分子手性催化剂的合成及其在Aldol缩合反应中的应用11-47
• 第1章 前言11-18
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 Aldol反应简介12-13
• 1.3 不对称Aldol反应13-15
• 1.4 Aldol反应的应用—合成3-取代-3-羟基吲哚啉-2-酮优势骨架15-17
• 1.4.1 消旋体合成15-16
• 1.4.2 不对称合成16-17
• 1.5 研究目的与内容17-18
• 第2章 催化剂方案及可行性分析18-23
• 2.1 催化剂设计18-19
• 2.2 催化剂合成方案设计19-23
• 2.2.1 奎尼丁氨化物的合成19-20
• 2.2.2 胍基的合成20-22
• 2.2.3 嘧啶环的合成22-23
• 第3章 催化剂的制备及催化Aldol反应活性初步验证23-28
• 3.1 主要仪器23
• 3.2 催化剂合成23-25
• 3.2.1 奎尼丁胺化物的合成23-24
• 3.2.2 胍基产物的合成24-25
• 3.2.3 目标催化剂的合成—合成嘧啶环25
• 3.3 催化剂催化Aldol反应活性初步验证25-28
• 第4章 嘧啶催化剂催化Aldol反应条件筛选及优化28-30
• 4.1 反应溶剂筛选29
• 4.2 反应温度筛选29
• 4.3 丙酮和催化剂用量筛选29
• 4.4 反应体系靛红浓度筛选29
• 4.5 条件筛选小结29-30
• 第5章 底物适用性研究30-33
• 5.1 实验仪器30
• 5.2 底物适用性研究30-32
• 5.3 实验结果及讨论32-33
• 第6章 第一部分总结33-34
• 第7章 化合物的合成与结构鉴定34-47
• 7.1 催化剂中间体及最终产物结构鉴定34-35
• 7.2 3-取代-3-羟基吲哚啉-酮衍生物的合成及鉴定35-47
• 第二部分 吲唑氮的选择性芳基化反应在水相中的研究47-77
• 第1章 前言47-53
• 1.1 绿色化学与溶剂绿色化概念47
• 1.1.1 绿色化学的定义47
• 1.1.2 绿色化学的研究内容47
• 1.1.3 溶剂绿色化概念47
• 1.2 表面活性剂47-49
• 1.2.1 概述47-48
• 1.2.2 表面活性剂的分类48
• 1.2.3 表面活性剂在绿色化学中研究进展48-49
• 1.3 表面活性剂在金属催化反应的应用49-51
• 1.3.1 概述49
• 1.3.2 应用研究介绍49-51
• 1.4 研究目的51-53
• 1.4.1 概述51-52
• 1.4.2 研究内容与目的52-53
• 第2章 模型反应的建立以及条件的优化53-60
• 2.1 模型反应的建立53
• 2.2 催化条件筛选53-59
• 2.2.1 配体的筛选53-55
• 2.2.2 催化剂的筛选55
• 2.2.3 碱的筛选55-56
• 2.2.4 表面活性剂的筛选56-57
• 2.2.5 催化剂用量的筛选57-58
• 2.2.6 反应温度的筛选58-59
• 2.3 表面活性剂作用机理探讨59-60
• 第3章 底物适用性研究60-65
• 3.1 实验仪器60
• 3.2 反应适用范围研究60-65
• 第4章 第二部分总结65-66
• 第5章 化合物的合成与结构鉴定66-77
• 参考文献77-83
• 致谢83-84
• 发表论文84-85
• 附录85-164

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