邻基效应促进的2-芳基硫代芳胺衍生物的简易合成

2-芳基硫代芳胺的结构广泛存在于许多具有重要生理、药理活性的天然产物、药物以及材料当中, 研究此类结构的构建对这些化合物的合成路线设计可以提供新的思路. 传统合成2-芳基硫代芳胺, 常需多步骤或高温、强碱条件下进行, 能进行此类反应的反应物有限, 所得产物收率不高. 选用三氟乙酰基作为芳胺氮原子上的保护基, 利用三氟乙酰基的邻位促进效应, 并采用碘化亚铜/L-脯氨酸的催化体系, 在乙二醇二甲醚中, 碳酸钾为碱, 于60 ℃一步实现N-三氟乙酰基邻碘代苯胺与芳基硫酚的偶联, 以高产率获得了N-三氟乙酰基-2-芳基硫代芳胺. 反应条件温和, 催化体系价廉易得, 反应操作简便.     

五氟苯酯与烷基叠氮化合物的分子内Schmidt重排反应

主要开展了五氟苯酯与烷基叠氮的分子内Schmidt反应研究.以5-叠氮-2-苯基-戊酸五氟苯酯为模板底物,考察了酸促进剂、溶剂以及温度对重排反应的影响,筛选出四氯化钛在回流1,2-二氯乙烷中反应的最优体系.设计并合成了11种5-叠氮-戊酸五氟苯酯,通过在酯基邻位引入芳基、苄基以及烷基等取代基,可提升酯基邻位的迁移动力,使得异氰酸酯阳离子盐为主要重排产物.随后考察该类型Schmidt重排反应的底物普适性,结果表明,当底物中酯基邻位连有富电子芳环或者苄基时,芳基会对重排产物进行加成环合,最终生成内酰胺产物;当底物的酯基邻位连有缺电子芳基或者烷基时,五氟苯酚负离子会对异氰酸酯阳离子亲核进攻,生成氨基甲酸酯产物.五氟苯酚负离子的良好离去性,可启动叠氮基团对酯基的亲核进攻,是Schmidt重排反应得以实现的关键.     

发展高效的不对称Suzuki-Miyaura偶联反应及其合成应用

为解决不对称Suzuki-Miyaura交叉偶联反应中活性和选择性问题,我们设计并发展了一系列结构刚性的手性联芳基单膦配体.在发展高活性的大位阻交叉偶联反应方面,成功地实现了邻位四取代芳基芳基之间的Suzuki-Miyaura交叉偶联,并发展了官能团化的大位阻交叉偶联,在邻位二取代芳基溴苯与二级烷基硼酸之间的大位阻芳基烷基交叉偶联中也取得进展.在发展高立体选择性的交叉偶联反应方面,我们采用手性大位阻单膦配体和底物间次级作用相结合的设计理念,利用苯并噁唑啉酮辅基和芳基间的π-π作用,成功地发展了高立体选择性的邻位酰基化芳基芳基间不对称Suzuki-Miyaura偶联;利用极性基团双(2-氧代-3-噁唑烷基)次磷酰基(BOP)辅基和芳基间的极性π作用,成功地实现了应用性强的邻位氧基取代芳基芳基间高效不对称Suzuki-Miyaura偶联.最后我们首次将高效的不对称SuzukiMiyaura偶联方法学应用于天然产物合成,完成了手性联芳基天然产物Korupensamine A和Korupensamine B的高效不对称合成,并完成天然产物Michellamine B的立体选择性全合成.     

2-(2,6-二甲基苯胺基)-2-氧代乙酸促进的铜催化的芳基溴代物的羟基化

CuI/2-(2,6-二甲基苯胺基)-2-氧代乙酸作为一个高效的催化体系被成功用于芳基溴代物的羟基化反应.在此催化体系下,催化剂用量降至2 mol%,可用于合成各类取代苯酚.通过调整反应条件,该催化体系还可用于促进芳香溴代物一锅法合成对称的芳香醚.     

蚕丝蛋白辅助铜催化碳氮偶联反应

采用碘化亚铜/蚕丝蛋白催化体系催化芳基卤代物与咪唑之间发生偶联反应, 高收率得到了多种N-芳基化产物. 本文方法不仅可实现产物的克级规模制备, 还可用于2-苯基吲哚和三氮唑的合成. 此外, 提出了该催化体系下的反应机理.     

可见光催化合成C-3位芳酰基取代的2-芳基-2H-吲唑衍生物

基于C-H键官能团化反应策略,在无过渡金属条件下,以2-芳基-2H-吲唑为底物,芳基酮酸为芳酰基自由基源,利用2,4,5,6-四(9-咔唑基)-间苯二腈(4CzIPN)作为光催化剂,通过可见光催化脱羧偶联反应,合成了一系列C-3位芳酰基取代的2-芳基-2H-吲唑衍生物,产率59%-81%。所得产物结构经过氢谱、碳谱和高分辨质谱表征确证。该方法反应条件温和,具有良好的底物适用性和官能团耐受性,为2H-吲唑的C-3位C-H键芳酰基化反应提供了新途径。     

1—苯乙酰基—4—芳酰基氨基硫脲的合成及其在碱催化下的环化反应

1-酰基-4-芳基氨基硫脲类化合物在碱性条件下环化为具有广泛生物活性的3-取代基-4-芳基-1,2,4-三唑啉-5-硫酮的反应报道甚多,但1,4-位都含羰基的酰氨基硫脲在碱性条件下环化反应迄今报道较少。我们曾研究了1-[5-(α-萘)-2H-四唑-2-乙酰基]-4-芳酰基氨基硫脲和1-(α-萘乙酰基)-4-芳酰基氨基硫脲在碱催化下环化为3-取代基-4-芳酰基-1,2,4-三唑啉-5-硫酮的反应,它们在低浓度下均有一定的生物活性。本文研究了1-苯乙酰基-4-芳酰基氨基硫脲1_(a～m)在1mol/L K_2CO_3溶液催化下的环化反应,得到环化产物3-苄基-4-芳酰基-1,2,     

铜催化腙酰卤与端炔的串联反应制备1,3,5-三取代吡唑衍生物

末端炔烃在亚铜盐的催化条件下,能够与取代芳基腙酰卤通过亲核取代及加成环化的串联反应生成1,3,5-三取代吡唑衍生物.该方法采用易合成的芳基腙酰卤和末端炔烃作为起始原料,在45℃的加热条件下,以绿色溶剂乙腈和水作为反应介质,高产率、区域专一性地生成1,3,5-三取代吡唑产物.而且该反应不受含活泼氢(羟基、羧基等)取代基的影响,通过该方法制备了17种包含不同类型取代基的吡唑衍生物,可作为1,3,5-三取代吡唑类化合物的通用合成法.     

Ni(PPh3)2Cl2催化2-氯嘧啶与芳基硼酸的Suzuki-Miyaura偶联反应

本文在Ni(PPh3)2 Cl2催化下顺利实现了不同取代基2-氯嘧啶与芳基硼酸的Suzuki-Miyaura偶联反应.实验表明,取代基的电子效应和空间位阻效应对2-氯嘧啶的反应活性影响较小.该反应产率良好,官能团耐受性好,为2-芳基嘧啶衍生物的合成提供了一类简单有效的方法.     

环钯化二茂铁亚胺-三苯基膦配合物的合成、表征及催化Suzuki反应研究

为筛选高效催化Suzuki反应的催化剂, 合成了3种新的环钯化二茂铁亚胺-三苯基膦配合物2~4, 经元素分析(或HRMS)、 红外光谱和核磁共振谱对其结构进行了表征, 并通过X射线单晶衍射测定了化合物3的晶体结构. 这些化合物容易合成, 在空气和溶液中稳定, 可用作芳基溴及杂芳基溴与苯基硼酸偶联的Suzuki反应催化剂. 使用摩尔分数为0.01%的催化剂3, 以2倍量的K3PO4为碱, 于110 ℃下, 在甲苯中反应5~15 h, 使具有不同电子和位阻效应的取代芳基溴及杂芳基溴能以较高的产率与苯基硼酸反应生成偶联产物; 与溴苯相比, 带吸电子基的溴苯反应活性较高, 催化剂的摩尔分数降低至0.001%时, 仍能得到较高产率, 而带强给电子基的溴苯如4-溴苯甲醚及带邻位取代基的溴苯在其它条件相同时, 需要延长反应时间才能得到较高的产率.     

亮点介绍

镍催化的芳基三甲基碘化铵与有机锌试剂的交叉偶联Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,4901～4904.芳香胺容易得到,也容易通过邻位锂化、付氏反应等转化成多种衍生物.然而,涉及到芳胺C-N键断裂的转化则较为少见.MacMillan等实现了镍催化的取代苯基三甲基铵盐与芳基硼酸的偶联(J.Am.Chem.Soc.2003,125,6046～6047),Wenkert和Reeves分别报道镍和钯催化的取代苯基三甲基铵盐与芳基Grignard试剂的偶联(Chem.Commun.1988,975～976;Org.Lett.2010,12,4388～4391).中国科技大学化学系王中夏等用简单的镍络合物(Cy3P)2NiCl2作为催化剂前体,实现了芳基三甲基碘化铵与有机锌试剂的有效偶联.该反应允许多种官能团的存在,适用于较宽范围的底物.亲电底物包括缺电子和富电子的芳香铵盐、吡啶基三甲基铵盐等,有机锌试剂包括取代苯基锌试剂、2-呋喃基锌试剂、甲基和苄基锌试剂等.NMe3+I-R+R1ZnCl Ni(PCy3)2Cl2(2 mol%)THF/NMP(V:V=1:1)90 oC,8 hR1RR=H,o-M...     

糖基配体促进的铜催化水相Ullmann型C—N偶联反应

开发了一种用于实现水相中的铜催化Ullmann型C—N偶联反应的绿色且高效的催化体系.以Cu I为催化剂、N-(2-羟乙基)-β-D-吡喃葡萄糖胺为配体,芳基碘化物、芳基溴化物与N-亲核试剂都能在水中实现偶联反应,芳基碘化物的吸电子取代和供电子取代效应影响较小.偶联产物的收率良好(61%~96%).该催化体系也成功扩展到各种吲哚与4-碘苯甲醚的水相偶联反应中.绿色且可降解的配体、温和的反应条件、绿色的水溶剂和广泛的底物适用性,使得该水相偶联策略具有重要的意义.     

电氧化促进的钯催化的芳烃C(sp2)—H键氯代反应

芳香族卤代物是非常重要的合成砌块, 卤化反应是有机合成中最基本也是最重要的反应之一. 本工作利用2-(吡啶基)异丙基胺(PIP胺)作为双齿导向基团, 以LiCl作为卤素来源, 通过电化学阳极氧化的策略成功实现了钯催化的芳烃邻位C(sp ²)—H键的氯代反应. 此反应条件官能团耐受性强, 底物适用范围广, 同时能兼容噻吩等杂芳环类底物, 为合成(杂)芳基氯代物提供了一种简洁高效的方法. 该反应可以安全的放大到克级制备, 显示了潜在的工业应用前景. 通过连续的邻位碳氢键溴代和氯代反应还能得到高度复杂的2,5,6-三取代的苯甲酰胺类化合物.     

2-芳基戊二酸酯的合成

在K2CO3-TEBA相转移催化体系中,4位或2位含有—NO2的苯磺酰基乙酸酯与α,β-不饱和酯发生加成-重排反应,制得2-芳基戊二酸酯,其收率较高(73%～87%)。研究了反应物-芳磺酰基乙酸酯苯环上取代基对加成-重排反应的影响,发现只有当芳环上4位或2位有硝基时,在K2CO3-TEBA相转移催化体系中,芳磺酰基乙酸酯与α,β-不饱和酯反应才可发生加成-重排反应,生成2-芳基戊二酸酯,其机理可能是芳磺酰基乙酸酯与α,β-不饱和酯首先发生Michael加成反应,随后加成产物发生分子内的亲核取代,酸化后脱去SO2得2-芳基戊二酸酯。而当芳环上4位或2位含有给电子基团(如,甲基)或弱吸电子基团(如,氯)时,却只能发生正常的Michael加成反应,生成相应的2-芳磺酰基戊二酸酯。     

铜(I)催化的非末端烯酰胺的三氟甲基化反应:N-(3,3,3-三氟-2-芳基-1-丙烯基)取代苯甲酰胺的合成

以非末端烯酰胺N-芳基乙烯基取代苯甲酰胺和Togni试剂为原料,以二氯乙烷为溶剂,在碘化亚铜等铜盐催化和磷酸氢二钠存在下,90℃反应,简单有效的合成了N-(3,3,3-三氟-2-芳基-1-丙烯基)取代的苯甲酰胺.通过控制实验对反应机理进行了研究,结果表明反应先通过一价铜催化Togni试剂产生三氟甲基自由基,然后三氟甲基自由基选择性地加成到烯酰胺碳碳双键的β位上.     

四正丁基碘化胺/叔丁基过氧化氢催化氧化合成噻唑啉衍生物的反应研究

建立了一种以β-芳甲酰硫代酰胺(KTAs)和丙二腈为合成砌块合成噻唑啉衍生物的新方法.采用廉价的四正丁基碘化胺(TBAI)/叔丁基过氧化氢(TBHP)为催化氧化体系,在三乙胺存在下,室温反应1 h得到一系列4-氨基噻唑啉衍生物.该方法具有操作简便、反应条件温和、反应时间短、后处理简单、环境友好等特点.     

实用导向基辅助下的邻苯二酚衍生物便捷合成

5-硝基嘧啶作为导向基（DG）能很好的辅助钯催化苯酚邻位乙酰氧基化，研究发现该导向基的引入方且偶联后能在温和条件下移除。该方法操作简单，有良好的底物官能团兼容性，通过一锅法实现导向基的引入和苯酚邻位乙酰氧基化，合成了具有丰富取代基的10种2-[（5-硝基嘧啶-2-基）氧基]芳基乙酸酯新化合物。该类乙酰氧基化产物能够以最高75%收率得到，其结构均经¹H NMR, ¹³C NMR以及HR-MS（ESI）确证。      

2-酯基-1,5-苯并氧氮杂的合成及反应副产物的研究

以取代苯、丁烯二酸酐、邻氨基(对氯邻氨基)苯酚为原料,合成了一系列2-酯基-1,5-苯并氧氮杂衍生物,其结构通过IR,1H NMR,MS(HRMS)及元素分析进行表征.同时,确定了一个主要副产物2-苯甲酰甲基-2H-1,4-苯并噁嗪-3(4H)-酮(6h’)的结构,提出了其可能的生成机理.研究还表明,中间体4-芳基-4-氧代-2-丁烯酸酯(4)在对甲基苯磺酸为催化剂、DMF作溶剂、回流温度下反应时主要生成目标产物2-酯基-1,5-苯并氧氮杂6,而在冰醋酸为催化剂、甲醇作溶剂、回流温度下反应时则主要生成副产物6h’.     

不对称有机催化MBH碳酸酯与噻唑基烯酮的[1+4]环化反应构建含有噻唑骨架的手性二氢呋喃衍生物

发展了一种手性有机膦催化的Morita-Baylis-Hillman(MBH)碳酸酯与1-芳基-3-(5-噻唑基)-2-丙烯-1-酮的不对称[1+4]环化反应, 用于不对称合成含有噻唑骨架的手性二氢呋喃衍生物. 该反应的产率为49%~96%, 对映选择性(e.e.)为92%~99%, 非对映选择性(d.r.)从6∶1至高于20∶1. 该研究拓展了手性有机膦催化体系的应用范围, 同时为高效构建含有噻唑和二氢呋喃2种结构单元的手性杂环化合物提供了良好的催化策略.     

取代8-羟基喹啉钌络合物催化Friedl?nder反应合成喹啉衍生物

Friedl?nder喹啉合成法是以邻胺基芳基醛或酮与有α-亚甲基的酮环化制备喹啉的反应,报道了一种喹啉钌络合物催化Friedl?nder法合成喹啉的方法.首先,以8-羟基喹啉钌络合物为催化剂,对模板反应邻氨基苯甲醇和苯乙酮合成2-苯基喹啉进行了反应条件优化实验.重点对比研究了8-羟基喹啉钌络合物配体上不同取代基对反应收率的影响,其中5-甲基-8-羟基喹啉(1e)钌络合物催化邻氨基苯甲醇和苯乙酮合成2-苯基喹啉获得了73%的最高收率.结合IR, UV以及密度泛函理论(DFT)计算讨论了配体结构与催化性能之间的关系.提出了β-H消除形成醛过渡态,交叉aldol反应再亚胺环化,最后脱水生成目标产物的可行机理.以(1e)₃Ru为催化剂,在优化的反应条件下进行了底物扩展研究,以69%～94%的收率合成了32个不同取代的喹啉衍生物,验证了方法的普适性.