《疊氮甲酸酯參與的碳－氫插入反應研究》是依託中山大學，由鄢明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：疊氮甲酸酯參與的碳－氫插入反應研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：鄢明
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
氮烯對碳－氫鍵的直接插入反應是合成含氮雜環和胺類化合物的有效方法。在以往的研究中，主要採用碘代磺醯亞胺化合物作為氮烯的前體，這一試劑存在著合成困難、化學性質不穩定和產物脫除磺醯基困難等較大的缺陷。本申請項目計畫採用疊氮甲酸酯作為新的氮烯前體，能夠很好地克服上述問題，提高氮烯的碳－氫插入反應的合成套用價值。我們在前期研究中，採用三光氣和疊氮化鈉的一步反應，從醇製備了疊氮甲酸酯。發現在微波輻射下，疊氮甲酸酯順利分解和發生分子內的碳－氫插入反應，以高產率製備了含氮雜環產物。本申請項目計畫在前期工作基礎上，深入研究疊氮甲酸酯在微波、熱和光作用下的碳－氫插入反應，發展有效的合成含氮雜環和氨基醇類化合物的新方法。此外通過對一系列過渡金屬催化劑的篩選，發現適用於疊氮甲酸酯反應的催化體系，更有效地控制反應的區域和立體選擇性，並進一步篩選有效的手性催化劑，實現高對映選擇性的碳－氫插入反應。
結題摘要
在過去三年的研究中，我們首先改進了疊氮甲酸酯的合成方法，縮短了反應時間和提高了收率，此外也合成了一些結構新穎的氮烯前體。詳細考察了反應條件（溶劑、反應溫度、催化劑、微波輻射、添加劑等）對疊氮甲酸酯分解及後續C－H插入反應的影響。我們發現疊氮甲酸酯的結構對反應性能和產物分布影響很大，可以產生噁唑酮和七元含氮雜環等多種不同類型的產物。通過對常用過渡金屬催化劑的篩選，我們發現多數催化劑對疊氮甲酸酯的分解顯示較低的催化性能。在微波輻射條件下，3-苯基丙醇衍生的疊氮甲酸酯順利發生C－H插入反應，得到五元和六元環狀氨基甲酸酯產物。我們也嘗試引入吡啶甲酸酯為配位和定向基團，通過與金屬的配位作用，影響氮烯和碳烯的C－H插入反應，以提高反應的選擇性。我們還研究了在氧化劑存在下，通過形成高價金屬氧化物，對C－H鍵發生的選擇性氧化反應，以製備相應的羥基和酮產物。 我們最近還研究了金屬銥催化的含氮雜環α位的直接C－H活化反應，通過在底物中引入恰當的配位基團，能夠有效活化氮原子α位的C－H鍵，然後與酮發生偶聯和連續脫氫反應，有效構建了C＝C雙鍵，這類反應以前未見文獻報導。此外該C－H活化方法還能夠進一步擴展到醯胺的類似反應，有效構建了C＝N雙鍵。在這些反應中，不需要外加的氧化劑或者氫受體，反應中釋放出氫氣為副產物，因此具有突出的原子經濟性和綠色化學的優點，對於合成多種含氮雜環化合物具有重要的套用價值。沿著這一研究方向，我們預期能夠繼續發展更多合成胺類產物的新方法。 此外，我們也研究了以有機催化共軛加成反應為基礎的串聯反應，通過對Michael受體、親核試劑和催化劑的選擇，成功發展了多種有效的串聯反應，分別合成了手性環己酮、硝基環丙烷、2-氨基吡喃、特窗酸衍生物、4-硝基酮酯、螺吲哚酮等一系列產物，為相關天然產物和藥物的合成提供了新的方法。
