生物化学与有机化学论文提纲

论文题目：基于膦催化联烯酸酯构建含氮杂环手性化合物的反应研究

摘要：含氮杂环化合物广泛存在于天然产物、药物分子以及生物碱当中,是一类重要的有机合成中间体,在有机化学、医药化学和生物化学等领域中有着广泛的应用。如何高效构建含氮杂环化合物一直以来都是有机化学领域当中的难点和热点。其中,利用叔膦催化联烯酸酯构建含氮杂环化合物具有高效、反应条件温和、原子经济性高、无金属参与等优点而被广泛应用。本论文结合叔膦催化联烯酸酯类反应的特点,设计并研究了叔膦催化联烯酸酯的新反应,实现了不对称γ-加成反应、不对称[4+2]-环化反应。论文第一章简要介绍了叔膦催化联烯酸酯各类反应的特点,并简要概括了一下近年来叔膦催化联烯酸酯反应的研究进展。并通过对相关研究工作的总结和分析阐明了本论文的立意。论文第二章首先介绍了近年来关于构建含吡唑或咪唑的手性化合物的研究意义及研究工作的进展。通过结合叔膦催化联烯酸酯的不对称γ-加成反应的工作进展,作者成功实现了吡唑或咪唑环对联烯酸酯的不对称γ-加成反应,拓宽了叔膦催化联烯酸酯不对称γ-加成反应领域的范围。通过对反应的研究发现,改变联烯酸酯的酯基取代基及反应添加剂能够提高γ-加成产物的顺反选择性,实现高产率、高区域选择性、高对映选择性构建含氮杂环的手性化合物。通过对产物的衍生化,证明了该反应在合成上的应用价值。论文第三章首先介绍了近年来关于构建手性氢化咔唑化合物的研究意义及通过不对称[4+2]-环化反应构建手性氢化咔唑的研究工作的进展。结合叔膦催化α-取代联烯酸酯的[4+2]-环化反应的研究背景,成功实现了叔膦催化α-取代联烯酸酯和3-硝基吲哚的不对称[4+2]-环化反应,拓展了叔膦催化α-取代联烯酸酯不对称环化反应领域的范围。反应经历了去芳构化/芳构化过程,以高产率、高对映选择性构建含氮杂环手性化合物。通过对产物的衍生化,证明了该反应在合成上的应用价值。综上所述,在叔膦催化联烯酸酯反应方面,我们发展了联烯酸酯不对称γ-加成反应中新的亲核试剂以及新的[4+2]-环化反应,并且取得了较好的结果。通过这些反应,发展了多类含氮杂环的手性化合物;拓展了手性叔膦催化联烯酸酯的研究范围。

关键词：含氮杂环;手性叔膦;联烯酸酯;γ-加成反应;[4+2]-环化反应

学科专业：有机化学

摘要

ABSTRACT

第一章 叔膦催化联烯酸酯反应的研究进展

1.1 引言

1.1.1 联烯的简介

1.2 叔膦催化联烯酸酯构建五元环的反应研究

1.2.1 叔膦催化联烯酸酯与活化烯烃环化反应构建五元环

1.2.2 叔膦催化联烯酸酯与活化亚胺的环化反应构建五元环

1.2.3 叔膦催化δ-乙酰氧基联烯酸酯的环化反应构建五元环

1.2.4 叔膦催化β'-乙酰氧基联烯酸酯的环化反应构建五元环

1.3 叔膦催化联烯酸酯构建六元环的反应研究

1.3.1 叔膦催化α-取代联烯酸酯和活化烯烃的环化反应构建六元环

1.3.2 叔膦催化α-取代联烯酸酯和活化亚胺的环化反应构建六元环

1.3.3 叔膦催化γ-取代联烯酸酯的环化反应构建六元环

1.3.4 叔膦催化联烯酸酯构建中环

1.4 叔膦催化联烯酸酯的加成反应

1.4.1 叔膦催化联烯酸酯的γ-Umpolung加成反应

1.4.2 叔膦催化联烯酸酯的β'-Umpolung加成反应

1.5 选题依据

参考文献

第二章 叔膦催化联烯酸酯与氮杂环的不对称γ-加成反应

2.1 引言

2.2 课题提出及设计

2.3 实验结果展示与分析

2.3.1 反应条件的筛选

2.3.2 吡唑、咪唑类底物的拓展

2.3.3 联烯酸酯类底物的拓展

2.3.4 手性目标产物的衍生化

2.3.5 本课题可能的反应机理

2.3.6 BINOL对反应顺反选择性影响的讨论

2.4 本课题总结

2.5 实验操作内容部分

2.5.1 所用的仪器设备与试剂来源

2.5.2 催化剂2j,2k的制备

2.5.3 吡唑和咪唑类化合物的制备

2.5.4 联烯酸酯的制备

2.5.5 外消旋吡唑或咪唑γ-加成反应基本步骤

2.5.6 不对称吡唑γ-加成反应基本步骤

2.5.7 不对称咪唑γ-加成反应基本步骤

2.5.8 吡唑和联烯酸酯的1-mmol量应基本步骤

2.5.9 产物衍生化的基本步骤

2.5.10 核磁谱图分析数据

2.5.11 2.23ad的X-射线单晶数据

参考文献

第三章 叔膦催化联烯酸酯的不对称[4+2]-环化反应构建手性二氢咔唑

3.1 引言

3.2 课题提出及设计

3.3 实验结果展示与分析

3.3.1 α-取代联烯酸酯与3-硝基吲哚反应条件筛选

3.3.2 3-硝基吲哚类底物的拓展

3.3.3 3-硝基苯并噻吩类底物的拓展

3.3.4 [4+2]-环化产物的转化

3.3.5 反应机理

3.4 本章小结

3.5 实验操作内容部分

3.5.1 所用的仪器设备与试剂来源

3.5.2 催化剂3i,3j的制备

3.5.3 3-硝基吲哚、3-硝基苯并噻吩以及α-取代联烯酸酯的制备

3.5.4 手性叔膦催化3-硝基吲哚与α-取代联烯酸酯的不对称[4+2]-环化反应

3.5.5 手性叔膦催化3-硝基苯并噻吩与α-取代联烯酸酯的不对称[4+2]-环化反应

3.5.6 1-mmol量反应

3.5.7 产物的衍生化实验

3.5.8 核磁谱图分析数据

3.5.9 3.34i和3.39的X-射线单晶数据

参考文献

第四章 论文总结及展望

致谢

在读期间论文情况

附录一 新化合物数据一览表

附录二 部分化合物谱图