铜催化的交叉偶联反应在杂环化合物合成中的应用研究

【摘要】对合成方法学的研究中,芳基碳杂键的形成一直是一个非常重要的研究课题。在天然化合物及药物分子中,存在大量的芳基醚、芳基胺、芳基硫醚等结构片断。如何找到简单有效的方法去构建分子中的碳杂键,成为不少有机化学家研究的目标。铜催化的交叉偶联反应是一类重要的形成芳基碳-杂键的有机合成方法,它具有高效、低毒、廉价的特点。近年来,利用铜催化的串联成环反应构建杂环化合物正在成为该领域的研究热点。我们课题组在研究过程中发现,通过在芳香卤代物邻位引入合适的促进基团,可以有效地降低反应温度和催化剂用量,提高反应的转化率。在此基础上,通过对反应底物的合理设计,相继开发出了合成喹喔啉酮、喹哗啉酮、七元二苯并氧(硫)杂卓酮以及3-氨基吲唑等杂环化合物的新方法。本论文一共分为五个部分,详细介绍了各类杂环化合物的合成工作。第一章主要介绍了铜催化偶联反应的背景以及发展历史。从上世纪初,Ullmann首次发现铜促进的交叉偶联反应开始,到后来许多研究小组,例如Buchwald、Taillefer以及我们课题组对该反应不断地改进。先后报道了一系列配体适用于不同的芳基偶联反应,并成功应用于杂环化合物的合成。论文的第二章介绍了关于合成喹喔啉酮类化合物的新方法。分别采用带有邻位辅助基团的芳基卤代物,以及兼具配体功能的环状氨基酸作为底物,在铜催化下发生偶联反应,再经一锅条件下完成水解和环化得到目标化合物。值得一提的是,在该条件下原料氨基酸的手性结构基本可以得到保持,得到光学纯度的喹喔啉酮产物。论文的第三章介绍了关于铜催化的合成喹唑啉酮类化合物的新方法。邻溴苯甲酰苯胺也是一类带有邻位促进基团的芳基卤代物。使其在铜作用下与酰胺底物偶联,再经脱水环合得到喹唑啉酮类化合物。该方法具有应用广泛,反应条件温和,收率较高的特点。利用此方法成功实现了抗精神病药物甲喹酮,以及天然产物DictyoquinazolA的合成。论文的第四章介绍了关于铜催化的合成七元二苯并氧(硫)杂卓酮类化合物的新方法。仍然以邻溴苯甲酰苯胺作为起始原料,在铜催化下与邻溴苯(硫)酚经两次交叉偶联反应得到七元二苯并氧(硫)杂卓酮类化合物。在反应过程中观察到了中间体发生Smiles重排的现象,并且对配体与反应选择性的关系进行了初步的研究。此外,利用该方法,成功合成了药物分子硝沙西平。论文的第五章介绍了关于铜催化的合成3-氨基吲唑类化合物的新方法。以邻溴苯腈作为起始原料,在铜催化下与肼的衍生物偶联,再经分子内环合得到3-氨基吲唑类化合物。该方法反应条件温和,可应用于各种带有取代基的氨基吲唑类化合物的合成。文章的最后对博士期间所做的研究工作进行了总结。
【作者】徐兰婷；
【导师】马大为；
【作者基本信息】复旦大学，有机化学，2013，博士
【关键词】ullmann反应；铜催化；交叉偶联；杂环化合物；喹喔啉酮；喹唑啉酮；七元二苯并氧(硫)杂卓酮；3-氨基吲唑；

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