路易斯酸催化的炔丙醇或其酯类化合物的亲核取代反应和环化反应研究及其在合成寡聚物中的应用

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作者:

刘晓涛

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摘要:

本论文共分五章.第一章对炔丙基衍生物在有机合成中应用进展作了简要回顾;第二章研究了路易斯酸催化的以炔丙醇及其衍生物为原料的多取代吡咯的合成;第三章研究了三氯化铟催化的乙酸炔丙酯的亲核取代反应;第四章研究了路易斯酸催化的炔丙醇类化合物的炔基化反应;第五章研究了苯-呋喃寡聚物光电材料的合成. 第一章主要回顾了炔丙基衍生物在有机合成中的应用.炔键作为一类重要的官能团,在很多官能团转换中起到非常重要的角色,在一定的条件下,可以作为很多基团的前体,转化成许多不同的官能团.其在有机合成中的应用主要分以下五类:(1) 氢化反应;(2) 不同类型的亲核试剂和炔键的加成反应;(3) 通过烯炔环异构化构建各种环状化合物;(4) 通过[3+2]环加成反应构建杂环化合物;(5) 在合成天然产物中的应用. 第二章主要分三部分内容:第一部分介绍了从不同的非环状前体出发合成多取代吡咯的方法.第二部分研究了InCl3催化的炔丙醇,1,3-二羰基化合物和胺一锅法合成五取代吡咯.该方法经连续的取代/胺化/成环过程,中间体无需分离,一锅法即可得到3位酯基或酰基取代的五取代吡咯环产物.三氯化铟作为一个单一催化剂,同时催化了三个反应过程.反应条件温和,不仅仅是末端的炔丙醇,非末端的炔丙醇也能较好的参与反应.然而此反应仅仅局限于五取代吡咯的合成,对于烷基取代的炔丙醇此反应不能发生;第三部分研究了ZnCl2催化的多组分反应: 一锅法合成1,2,3,5-四取代吡咯和N-桥吡咯.我们知道,在很多情况下,不同吡咯的某一具体的取代方式由于其特殊的反应活性和生物活性是重要的.特别是,1,2,3,5-四取代的吡咯在抗菌和抑制cytokine疾病方面表现出较高的生物活性.在我们实验室对炔丙醇及炔丙酯亲核取代/环化反应研究的基础上,我们将烯醇硅醚引入到反应中,成功的实现了1,2,3,5-四取代吡咯的合成.这对于合成五取代的吡咯类化合物是一个有效地补充.芳香族的炔丙酯和烷基取代的炔丙酯都能获得较为满意的结果.利用这个方法,通过分子内胺化和环异构化反应,还被延伸到N-桥吡咯类化合物的合成. 第三章主要分两部分内容:第一部分介绍了过渡金属催化的炔丙基醇类衍生物的亲核取代反应的研究进展,并总结了其优缺点.第二部分研究了三氯化铟催化下,烷基取代的乙酸炔丙醇酯和以C, O, S, N为中心亲核试剂在炔丙位进行的亲核取代反应.值得注意的是,炔键的末端为烷基的炔丙酯也能生成较好的炔丙基化产物.相对于我们实验室报道的三氯化铁催化的芳香族炔丙醇的亲核取代反应,是一个很有效的补充,进一步扩展了其应用范围.另外,通过对反应底物的设计,我们将醇引入到炔丙酯底物中,也以较好的收率获得了不同环状大小的醚类化合物. 第四章主要分三部分内容:第一部分介绍了炔基硅烷和末端炔作为亲核试剂构建Sp-Sp3 C-C键在有机合成中的应用.第二部分研究了三氯化铁催化的炔丙醇与炔基硅烷的亲核取代反应,芳香族和烷基取代的炔丙醇都能较好的参与到反应中.相对于已知文献报道的方法来讲,宽广的底物范围,温和的反应条件,便宜易得的催化剂,使其对现有的方法是一个较有价值的替换.第三部分研究了三氟甲烷磺酸铜催化下炔丙醇与末端炔的亲核取代反应,成功的实现了Sp-Sp3 C – C键的构建.进一步丰富和完善了炔丙醇的取代反应,反应条件温和,操作简单,并且副产物仅仅只有水生成,符合绿色化学的要求.值的注意的是,对于供电子能力较强的对甲氧基苯乙炔,得到了三取代的呋喃环,对这个反应来讲,原子得到了100%的利用,具有100%的原子经济性. 第五章主要分两部分内容:第一部分介绍了有机小分子作为一类光电材料的研究进展.第二部分研究了不同共轭长度的苯-呋喃寡聚物的合成和光学性质,在构筑新型有机共轭功能材料方面开辟了一条新的合成路线.所得不同共轭长度的苯-呋喃寡聚物是稳定的,在蓝光区域内呈现明亮的荧光,有较好的荧光量子产率.最重要的是,该结构含有长的戊基脂肪链(-pentyl),可以增加其在有机溶剂中溶解度,提高这些材料的可加工性.

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学位级别:

学位:理学博士

DOI:

http://dspace.xmu.edu.cn:8080/dspace/handle/2288/34237

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