| 过渡金属催化的C–H羰基化制备酰胺类化合物的反应研究 | |
| Alternative Title | 无 |
| 韩慧 | |
| Thesis Advisor | 夏纪宝 ; 杨尚东 |
| 2019-05-27 | |
| Degree Grantor | 中国科学院大学 |
| Place of Conferral | 北京 |
| Degree Name | 理学博士 |
| Department | OSSO国家重点实验室 |
| Degree Discipline | 物理化学 |
| Keyword | 过渡金属催化 羰基化 酰胺类化合物 不对称C–H键活化 Transition Metal Catalysis Carbonylation Amides Enantioselective C–H Activation |
| Abstract | 酰胺类化合物广泛存在天然产物、药物分子和有机材料中，其合成方法的发展在化学领域具有很重要的研究价值。酰胺类化合物通常是使用羧酸及其衍生物和胺在偶联试剂的存在下通过缩合反应合成，但是这些方法往往伴随着大量废物的产生。通过过渡金属催化的C–H键羰基化反应可以简单、高效地构建各种酰胺类化合物，反应具有原子经济性的特点。本论文主要围绕着过渡金属催化的C–H羰基化反应构建酰胺类化合物展开研究。获得的主要成果如下： 一、发展了一种有效的钯/铜共催化的串联氧化C–H胺羰基化和脱氢反应，从而在较温和的实验条件下高效选择性构建了四氢-β-咔啉酮，β-咔啉酮以及四氢-γ-咔啉酮类化合物。反应以醋酸钯和醋酸铜作为催化剂，一氧化碳（1atm）作为羰基源，使用氧气作为氧化剂。该C–H胺羰基化反应的底物适用性较好，通过该反应以很好的产率合成了天然产物Strychnocarpine2a及其同系物。通过控制实验对反应的可能催化路径进行了推测。首先，醋酸钯与底物中的氨基进行配位，进一步发生C–H键活化，形成吲哚C–Pd(II)–NH中间体；随后，一氧化碳与该中间体中的Pd配位，插入C–Pd键或N–Pd键形成七元环钯中间体，该中间体经过还原消除得到产物四氢-β-咔啉酮和Pd(0)；最终，Pd(0)中间体经历氧化过程生成Pd(II)，完成催化循环。四氢-β-咔啉酮被醋酸铜和氧气继续氧化得到β-咔啉酮类化合物。 二、实现了过渡金属催化的不对称C–H胺羰基化反应。使用氯化钯作为催化剂，商业可得的L-焦谷氨酸作为手性配体，(S)-1,1'-联萘-2,2'-二酚作为共配体，一氧化碳（1atm）作为羰基源，成功实现了烷基仲胺的去对称化反应，构建了手性异喹啉酮类化合物。手性异喹啉酮产物的产率最高可达90%，对映体比值（e.r.值）最高可达95:5。同时进行了该不对称胺羰基化反应的克级放大反应，可以很好地保持反应的对映选择性，且相应产品经过重结晶可以得到e.r.值大于99:1的光学纯产物。随后对手性异喹啉酮产物进行衍生化研究，产物可以方便转化为手性四氢异喹啉、手性二氢异喹啉酮以及手性双亚胺化合物。通过动力学同位素效应、非线性效应、自由基捕捉等实验以及DFT计算的方式对反应机理进行了研究。 三、使用铑作为催化剂，一氧化碳（1atm）作为羰基源，有机叠氮类化合物作为氮源，通过金属氮宾中间体实现了吲哚类、吡咯类以及富电子芳烃的C–H酰胺化反应。该方法具有反应条件温和、操作简单和底物适用性广的优点，并顺利应用于药物格列苯脲类似物的合成。通过控制实验和DFT计算对反应机理进行了合理推测。 |
| Other Abstract | 无 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/25225 |
| Collection | 羰基合成与选择氧化国家重点实验室（OSSO） |
| Affiliation | 1.中国科学院兰州化学物理研究所; 2.中国科学院大学 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 韩慧. 过渡金属催化的C–H羰基化制备酰胺类化合物的反应研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2019. |
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| 201907韩慧.pdf（10988KB） | 学位论文 | 开放获取 | CC BY-NC-SA | View Application Full Text | ||
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