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很多天然产物包含内酰胺骨架,研究构筑这些骨架的方法,无疑具有重要的应有价值。本文侧重于内酰胺的合成方法学研究,其中重点研究不饱和酰胺氮自由基的环合反应。另外对烷烃的官能团化、三羰基金属络合物的自由基反应、α-羰基自由基对叁键的加成反应也有所研究。论文主要包括以下六方面的内容:
1.首次研究了辅基控制的手性碘内酰胺化反应。通过考察辅基效应,碱的效应等,提出选用合适的噁唑烷辅基,用LiH为碱,可以较高的产率和良好至优秀的非对应选择性,实现手性碘内酰胺化反应。碘环合产物经过转化后水解,可定量获得手性γ-和δ-内酰胺,且其手性几乎保留,由此说明我们发展的方法具有合成上的应用价值。
2.借助理论计算结果,阐明了对于一个简单的5-己烯酰胺氮自由基,随着氮上取代基位阻的增大,可从优先发生6-exo环合反应过渡到优先发生1,5一氢迁移反应,并预见对于氮上没有取代基的5-己烯酰胺氮自由基,6-exo环合反应要比7-endo环合反应更加容易。在实验上,通过N-苯硫基-N-叔丁基-5-己烯酰胺的自由基反应,证明了相应的自由基完全发生1,5一氢迁移反应;通过N-苯硫基-5-己烯酰胺的自由基反应,证明了相应的自由基完全发生环合反应,且6-exo产率明显高于7-endo产率。实验与计算结果相吻合,由此说明计算对实验具有一定预见性。
3.利用双键上卤素调控,运用Pb(OAc)4/I2现场产生AcOI制备N-碘自由基前体,首次实现了5-己烯酰胺氮自由基6-exo/7-endo区域选择性环合反应。若在6位引入卤素,可专一地得到6-exo环合产物;若在5位引入卤素,则可专一地得到7-endo环合产物。环合产率良好。我们对副产物的生成机理进行了探讨,由此给出的卤内酰胺化离子机理解释了很多实验结果。
4.利用单质溴和MnO2,发展了一种温和高效的单溴代烃类化合物的方法。此方法最大的优点在于所用MnO2毒性小,廉价易得,不需活化处理,且可以很方便地回收再利用。因此这是一种环境友好和具有应用价值的溴代方法。
5.利用二碘化钐引发烷基碘化合物,来代替烷基氯化汞这种毒性较大的烷基自由基引发体系,通过大量实验优化条件,二碘化钐引发的异丙基自由基以38%的产率与苯基三羰基锰六氟磷酸盐加成,同样条件下的叔丁基自由基给出59%的加成产率。
6.以三乙基硼为引发剂,重点考察了路易斯酸作用下,碘乙酸对丙炔醇的自由基加成反应情况,发现Mg(OTf)2虽然不能改变反应的立体选择性,但使产率得到了明显的提高;Ti(OiPr)4能显著改变碘乙酸对丙炔醇自由基加成反应的立体选择性,使顺反产物之比由原来的3∶1转变为1∶20,但是产率很不理想。