三苯基碳正离子介导四氢呋喃和二氢吡喃的碳氢官能团化研究
α取代的四氢呋喃和二氢吡喃类骨架在具有生物活性的天然产物和合成药物中普遍存在，如何有效地合成这类化合物是全世界有机化学工作者需要着力解决的问题。传统的合成该类化合物的方法已经有了很多报道，尽管这些方法反应产率较好，但是通常需要多步反应以及预先引入官能团。因此，有机化学家们仍在努力寻找发展简单直接高效的方法来合成该类化合物。 近年来碳氢官能团化反应因为其操作简单、原子利用率高、与绿色化学要求相一致而得到了飞速发展。许多国内外课题组发展了各种氧化体系来实现醚的碳氢官能团化反应，例如DDQ，TBHP，过硫酸盐，T+BF4-等。但是目前这些方法仍然存在很大的局限性，首先是底物范围狭窄，大部分局限于苄醚类化合物，而四氢呋喃和二氢吡喃的碳氢官能团化报道较少。其次，氧化体系只能适用于某种特定的亲核试剂，而且反应条件剧烈，导致用于不对称的底物时选择性较差。因此，我们打算发展一种合适的氧化体系，具有温和的反应条件，能够高效多样的直接实现该类底物的碳氢官能团化。通过查阅文献我们发现三苯基碳正离子作为一种古老的氧化剂，可以氧化含氧化合物，并且目前没有报道过用三苯基碳正离子介导实现醚类的氧化碳氢官能团化与含碳亲核试剂的偶联。 因此，本论文利用三苯基碳正离子作为氧化剂，来研究四氢呋喃和二氢吡喃的碳氢氧化官能团化反应。具体工作如下: 首先我们选择简单易得的四氢呋喃为底物，苯乙炔的三氟硼酸钾盐为亲核试剂，构建模型反应。通过对氧化体系的筛选，我们采用Ph3CCl作为三苯基碳正离子源，GaCl3为路易斯酸，原位产生三苯基碳正离子参与反应。随后，我们又对反应的溶剂和温度等条件进行筛选，获得最优的反应条件。接着我们对亲核试剂范围进行了研究，发现炔基、烯基以及芳基三氟硼酸钾盐都能够得到良好收率的产物。我们进一步研究发现，亲核试剂用苯乙炔，通过一锅两步法，该氧化体系也可以用于实现四氢呋喃的CDC反应。 对于二氢吡喃底物，用于该条件同样有可观的收率。对于非对称的底物，我们研究了反应的选择性。通过实验发现，针对不同的底物可以调控三苯基碳正离子的活性，使得该氧化体系对这类底物具有良好的区域选择性和立体选择性，并且反应能够获得良好的产率。 最后，我们做了分子间和分子内的KIE实验，并提出了可能的反应机理。 我们成功地实现了三苯基碳正离子作为氧化剂介导四氢呋喃和二氢吡喃的碳氢官能团化。该方法条件温和，具有不同官能团的底物能够适用，对于非对称的底物能获得优秀的区域选择性和立体选择性。该方法高效实用，不仅提供了直接有效的途径来合成具有生物活性的复杂分子，而且通过核心结构衍生的策略可以构建化合物库，从而为发现先导化合物提供了可能。
三苯基碳正离子;碳氢官能团化;四氢呋喃;二氢吡喃;反应机理
山东大学
硕士
药学
刘磊
2017
中文
TQ460.31
115
2017-09-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）