无催化剂或铜(I)催化下含氮多环杂环化合物的合成

【摘要】：含氮杂环化合物的构建是有机合成的重要组成内容。本论文遵循绿色化学的理念,用尽可能少的步骤,温和的条件,价格便宜、对环境友好的催化剂,甚至无催化剂条件下构建多系列的含氮杂环骨架的多环杂环化合物。此外,铜催化的Ullmann偶联反应可以方便地生成sp2碳-碳、碳-杂键,是有机合成的重要手段之一。本文在第一章中介绍国内外构建含氮杂环骨架多环杂环化合物的研究状况,并对铜催化下的乌尔曼反应作一简要综述。第二章研究了在无催化剂条件下,以6-氨基吲唑,芳醛和1,3-二羰基化合物为原料,三组分一锅高产率合成了四个系列高区域选择性的多环杂环化合物。1,3-二羰基化合物包括5,5-二甲基-1,3-环己二酮,1,3-环戊二酮,1,3-茚二酮和2-羟基-1,4-萘醌,分别高产率的合成了吡唑并[3,4-a]吖啶-10(6H)-酮衍生物(4a-4n),环戊基并[b]吡唑并[3,4-f]喹啉-9(1H)-酮衍生物(6a-6m),茚并[1,2-b]吡唑并[3,4-f]喹啉-11(1H)-酮衍生物(8a-8k)和苯并[h]吡唑并[3,4-a]吖啶-11,12(6H,13H)-二酮衍生物(10a-10l)。最后我们提出了反应可能的机理。第三章研究了在铜(I)催化下,通过乌尔曼反应在温和的条件下实现了sp2 C-N之间的偶联,得到预期的稠合四环含氮杂环化合物。以2-氨基-N'-芳基苯甲酰肼和邻卤代苯甲醛为底物,在碳酸铯和溴化亚铜催化下,高产率的合成了一系列5-芳基吲唑[3,2-b]喹唑啉-7(5H)-酮衍生物(13a-13x)。所有化合物均通过核磁共振氢谱、碳谱、红外光谱和高分辨质谱验证了产物结构。最后一章,我们研究了铜(I)催化下分子内炔的氢胺化反应。以2-氨基-N'-芳基苯甲酰肼和炔醛二乙基乙缩醛为原料,在碳酸铯和溴化亚铜催化下,高效的构建了1-芳基-吡唑并[5,1-b]喹唑啉-9(1H)-酮衍生物(15a-15r)。上述实验结果表明,我们可以通过无催化剂条件或者铜催化剂条件下构建得到预期的含氮杂环化合物,且具有反应条件温和、产率高、催化剂用量少、毒性低、价格便宜和产物选择性高等诸多优点。所有产物的结构均通过核磁共振氢谱、红外光谱和高分辨质谱确证。部分化合物的结构经过核磁共振碳谱确证。其中化合物4d、10e和15d还通过单晶X-ray衍射分析确证。
【关键词】：无催化剂 铜催化 多环杂环 喹啉 喹唑啉
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：O626