硅杂四元环化合物的合成和反应

硅杂四元环化合物在有机硅化学中是一类非常重要的小分子环系化合物, 广泛应用于有机化学、金属有机化学以及材料化学. 环上只含有一个硅原子的硅杂环丁烷可以通过γ-卤代丙基硅烷的Grignard反应、Si＝C键与烯烃的 [2＋2]环加成反应以及硅杂环丙烷的扩环反应合成, 环上只含有一个硅原子的硅杂环丁烯可以通过格氏试剂或锂试剂参与的Si—C键的关环反应、硅杂环丁烷的转化反应、硅卡宾对C—H键的插入反应、Si＝C键与炔烃的[2＋2]环加成反应以及二炔基硅烷的分子内成环反应等途径合成. 硅杂环丁烷和硅杂环丁烯由于存在环张力和具有一定的Lewis酸性, 能够通过扩环反应生成五元和六元含硅杂环化合物, 也能够通过开环反应生成不同结构的有机硅分子和聚合物, 抑或实现有机反应在温和条件下的转化.     

硅杂六元环化合物的合成

本文综述了环上只含有一个硅原子的硅杂六元环化合物在有机合成方法学方面的进展。介绍了通过α,ω-双金属试剂的关环反应、硅烯参与的[4+2]环加成反应、生成C—Si键的关环反应、生成C—C键的关环反应、硅杂环扩环反应等来合成硅杂六元环化合物,总结了硅杂环己烷、硅杂环己烯以及硅杂环己二烯等不同结构化合物的常见合成方法,为促进硅杂六元环化合物在有机合成化学和材料科学方面的进一步应用提供了基础。     

1-烃基-1-硅杂环丁烷的合成及其Si—H键伸缩振动频率与结构关系的研究

硅杂环丁烷在有机硅化学中是一类非常重要的小分子环系化合物。由于硅杂环丁烷和环丁烷的环张力相似,因而显示出较高的反应活性。例如能与某些试剂作用,生成开环产物;在光解或热解条件下,产生具有Si=C结构的高活性中间体,可用以合成多种有机硅化合物。     

硅杂六元环化合物的反应

硅杂六元环化合物在有机硅化学中是一类重要的小分子环系化合物,广泛应用于有机化学、高分子化学、金属有机化学以及材料化学等领域。本文综述了环上只含有一个硅原子的硅杂六元环化合物的反应,介绍了硅原子上取代基的反应、立体选择性合成、硅原子α位碳原子上的反应、插入反应、环加成反应、Si—C键的切断反应、硅杂苯衍生物合成以及金属配位反应等,并展望了硅杂六元环化合物反应化学的发展方向。     

1-杂环芳酰氧基-2,8,9-三氧杂-5-氮杂-1-硅杂三环[3.3.3.0~(1,5)]十一碳烷的研究

本文合成了六个1-杂环芳酰氧基杂氮硅三环和三个1-杂环芳酰氧甲基杂氮硅三环,这些化合物均未见文献报道。通过1~H NMR、IR 和 X 射线衍射的方法,确证上述化台物为五配位结构,分子内的 N→Si 配键强度较大。这是一类低毒或中毒化合物。     

1-杂环芳酰氧基-2,8,9-三氧杂-5-氮杂-1-硅杂三环[3.3.3.O[1.5]]十一碳烷的研究

本文合成了六个1-杂环芳酰氧基杂氨硅三环和三个1-杂环芳酰氧甲基杂氮硅三环,这些化合物均未见文献报道.通过1H NMR,IR和X射线衍射的方法,确证上述化合物为五配位络构,分子内的N→Si配键强度较大.这是一类低毒或中毒化合物.     

1-卤代杂氮硅三环的合成

作者曾对具不同环骨架和不同R取代基的杂氮硅三环(silatrane,简称硅三环)进行过研究.其中硅与R间均为Si—C键.标题化合物中高电负性的卤素与硅直接成键,因而是一组考察硅三环各种性质的典型化合物.     

氮杂环丁烷的合成

氮杂环丁烷类化合物是一类重要的饱和四元含氮杂环化合物,不仅是有机合成中的重要原料、中间体及手性助剂或催化剂,也是氨基酸、生物碱及其天然和合成生物活性或药物活性化合物等分子结构中的重要活性单元。因此,发展氮杂环丁烷结构的合成方法非常重要。本文综述了氮杂环丁烷类化合物合成的发展,着重综述了近十年来该类化合物合成方法的进展,主要包括形成C-N键成环、形成C-C键成环、胺催化的亚胺和丙二烯甲酸酯环加成、亚胺和烯烃的光环加成、缩环扩环重排和氮杂环丁-2-酮（β-内酰胺）还原等方法构建氮杂环丁烷结构的新成果。     

微波促进的杂环化合物合成研究

对微波技术在有机杂环化合物合成研究中的应用做了概述：1)四员杂环;2)五员杂环;3)六员杂环;4)七员杂环;5)大杂环。     

铑催化的串联分子内胺化/硅-碳(sp~3)键活化合成共轭硅杂环化合物

正共轭硅杂环化合物在太阳能电池、有机发光材料、荧光探针等领域都得到了广泛的关注和研究.其传统合成方法中因为往往需要计量的锂试剂或格氏试剂,官能团耐受性受到了极大的限制.近年来,包括北京大学化学与分子工程学院席振峰教授在内的一些科学家开拓的碳-硅键活化反应代表了一种构建含硅化合物的新方向.在此策略指引下,清华大学药学系何伟课题组设计了如下图所示的铑催化的串联分子内胺化/硅-碳(sp~3)键活化反应来快速高效合成共轭硅杂环化合物.研究发现,添加剂对该串联反应中关键的碳-硅键活化的化学选择性有重要的影响:在质子源(正辛醇)的作用下会发生硅-碳(sp~3)键活化得到共轭硅杂环化合物2,而在π酸(3,3-丙烯醛)存在时则发生硅-碳(sp~2)     

大二环型侧向穴醚的合成

本文报道一个大二环型侧向穴醚的合成方法借2,6-二(溴甲基)吡啶与β-(N-对甲苯磺酰基)丙氨酸酯缩合,产物经水解成酸后转换为酰氯(8),8借高度稀释法与1,7-二氮杂-4,10-二硫杂环十二烷(5)缩合成环,然后还原羰基.脱对甲苯磺酰基后得大二环型侧向穴醚1,5,13,17,28-五氮杂-20,25-二硫杂-三环[15,5,5,1~(7,11)]-廿八-7,9,11(28)三烯(2).     

新型磷杂三环化合物的结构研究

用X射线衍射方法测定了6,12-二氧代-1-对氯苯亚胺基-11-乙基-1,4,3-硫氮磷杂环已烷并[3,4-b]-1,3,2-苯并二氮磷杂环已烷(1)和6,12-二氧代-1-N-苄亚胺基-11-乙氧甲酰甲基-1,4,3-硫氮磷杂环已烷并[3,4-b]-1,3,2-苯并二氮磷杂环已烷(2)的晶体结构。1的晶体属P2~1/n空间群, a=11.276(1), b=10.109(1),c=15.750(2)A; β=94.37(1)^°; Z=4, D~m=1.50, D~c=1.51g/cm^3。对于2569个可观测反射点。最终的R=0.033。2的晶体属Pcab空间群, a=10.596(1),b=19.117(2), c=20.744(2)A; Z=8; D~m=1.39, D~c=1.40g/cm^3。对于1809个可观测反射点, 最终的R=0.031。对这两种新型的磷杂三环化合物的构象进行了分析,并指出了影响磷杂环构象的原因。     

氮杂硅三环类化合物的质谱研究

本文对二十四个氮杂硅三环类化合物进行了质谱研究.测定了它们的低分辨质谱,收集了大部分化合物的高分辨质谱数据并进行了亚稳跃迁测定。结果表明,分子离子的稳定性、基峰的生成方式以及碎片离子的多少主要取决于取代基R的性质.分子的电子轰击质谱裂解存在三种基本方式:(1)断裂Si～R键,生成高度稳定的(M-R)~ 离子,碎片离子较少;(2)开环,失去碎片C_2H_3O;(3)开环,失去碎片CH_2O或CH_3O.用电荷自由基定域理论解释这类化合物的质谱裂解机理,并对影响分子离子稳定性的有关因素及影响基峰形成的原因进行了讨论.     

乙撑双(2,2,5,5-四甲基-1-氮-2,5-二硅环戊烷)的合成及结构

2,2,5,5-四甲基-1-氮2,5-二硅环戊烷及双-(二乙氨基二甲基硅基)乙烷分别与乙二胺进行胺解反应均生成标题化合物,结构单晶经X射线分析确证.晶体属正交晶系,空间群为Pcab,晶胞参数a=11.043(3),b=12.811(2),c=16.090(4)A;V=2276A[3];Z=4;D0=1.01g.cm[-3],μ=2.53cm[-1].结构分析表明,分子具有对称中心,环系中的五个原子处于近乎同一平面内,氮原子系平面构型,因而使氮原子的未公用电子对所占P轨道与相连硅的3d轨道之间的作用更为有利;环中的Si-N-Si键角为114.5度.较相应开链类似物[(CH3)3Si]2NH中的Si-N-Si键角(131.3度)显著为小,这可能就是乙二胺中氮上的四个氢在胺解条件下能同时被四个硅基取代的原因.     

具有生物活性的有机硅化合物的研究IX:1-(N-芳基呋喃甲酰胺)亚甲基-2,8,9-三氧杂-5-氮杂-1-硅杂三环[3.3.3.O^1^.^5]十一烷的合成

本文合成了六个1-(N-芳基呋喃甲酰胺)亚甲基-2,8,9-三氧杂-5-氮杂-1-硅杂三环[3.3.3.O^1^.^5]十一烷的化合物。合成方法简便, 反应时间短。易于后处理。经元素分析, IR, ^1H NMR, MS确定了新化合物的结构, 并经化合物3的X射线晶格衍射分析确定了该类化合物的空间排布情况。     

甾族化合物不对称合成的研究XV: 光学活性3-氧杂-A-失碳甾族化合物的合成

我们在寻找新的甾体口服避孕药的研究中,设计了A-失碳-3,9(10)-二烯-18-甲基甾体(1)作为全合成研究的目的物.前文已报道从5’-甲基呋喃二噻烷阴离子2b与消旋甾体CD环合成原3b的共轭加成,合成了两个新的消旋3-氧杂-A-失碳甾体4b和5b.本文报道