(Z)-2-烯-4-炔-1-醇及其衍生物在构筑杂环化合物中的应用研究

• 作 者: 杜向伟
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: (Z)-2-烯-4-炔-1-醇 衍生物 杂环化合物 环异构化反应

本论文中,我们围绕(Z)-2-烯-4-炔-1-醇及其衍生物在杂环化合物合成中的应用主要开展了以下四个方面的研究工作:　　
第一部分,我们首先探讨了多种形式取代的(Z)-2-烯-4-炔-1-醇的合成方法,然后详细研究了这类底物在(PPh3)AuOTf催化下的环异构化反应。该反应可以在中性温和的条件下以良好到优秀的收率得到环化产物,当以仲醇类的(Z)-烯炔醇为底物时,可以得到呋喃类化合物,而以叔醇类的(Z)-烯炔醇为底物时,则立体专一性地生成环外双键构型确定的2,5-二氢呋喃衍生物。　　
第二部分,我们发现(Z)-烯炔醇在氧化剂IBX的作用下可以有效地发生氧化/环化反应,生成2-酰基呋喃类化合物。反应的普适性较好、官能团容忍性也较好。仲醇类的(Z)-烯炔醇生成的是2-酰基呋喃类化合物,而叔醇类的(Z)-烯炔醇生成的是[3,3]-氧化重排的炔酮产物。但IBX参与的环化反应还存在反应条件较为剧烈、底物适用范围不是很广等缺点。为了解决这些问题,我们又尝试了其它高价碘试剂。发现使用2.0当量PIFA、2.0当量碘以及4.0当量的NaHCO3在以THF为溶剂的反应体系中可以很好地实现(Z)-烯炔醇的氧化性环化反应,在室温的条件下就可以以良好到优秀的收率得到相应的2-酰基呋喃类化合物。　　
第三部分,我们通过对(Z)-烯炔醇底物的结构进行改造来探索新的反应。利用双键的氮杂环丙烷化反应,顺利地合成了一系列含有酯基的炔基氮杂环丙烷类化合物,并且研究了该类底物在金催化下的环异构化反应。发现当采用5％的(ph3P)AuOTf为催化剂在THF中反应时可以以良好的收率得到2,5-以及2,3,5-取代的酯基吡咯。最后,通过脱除Phth取代基,我们可以将产物转化为氮上氨基取代的吡咯。　　
第四部分,我们合成了一系列邻(炔基)苯基氮杂环丙烷,并研究了其在金催化下的开环反应。发现在5%的(Ph3P)AuOTf催化下,邻(炔基)苯基氮杂环丙烷在外加亲核试剂如对硝基苯胺、水的存在下,可以发生立体及区域选择性的环化/开环反应。当用对硝基苯胺做亲核试剂时,反应可以以高的立体选择性生成反式1-氨基-3-苯并氮杂草(读zhuó)类化合物;当采用水做亲核试剂时,也可以立体选择性地生成反式1-羟基-3-苯并氮杂草类化合物。我们还发现1-羟基-3-苯并氮杂革经过IBX氧化/碱消除过程可以生成脱Phth取代基的3-苯并氮杂草酮。　　
通过反应机理的研究,我们认为该反应可能经历了区域选择性的6-endo-dig环化生成吖丙啶盐中间体,后经亲核试剂的进攻形成开环产物。由于吸电子基团酯基的存在,使亲核试剂的进攻区域选择性发生在C3-N键一端。