式1:Weinreb酰胺成醛酮的应用

在有机化学合成中,Weinreb酰胺的优点: (1)制备方法简便;Weinreb酰胺可通过羧酸或酯原位活化得到;(2)可成功有效转化成酮;特别是在全合成复杂天然产物中,有大量文献报道了Weinreb酰胺可与金属有机试剂得到酮;(3)可放大反应;(4)Weinreb酰胺稳定且易被贮藏。正是由于Weinreb 酰胺具有这样有别于普通酰胺的性质而使它成为研究的热点,目前Weinreb酰胺已经被广泛应用于复杂分子和天然产物分子的合成当中。

1。2过渡金属催化下C-H键活化概述

过渡金属催化的碳氢键官能团化是近年来有机合成化学研究的热点。在过去的十多年中,官能团导向的碳氢键活化反应得到了广泛的研究。各种过渡金属化合物,尤其是铑、钯都已被用于官能团导向的碳氢键活化转化反应。在过渡金属催化下的偶联反应是有机合成化学中非常重要的一个领域,过渡金属在反应当中起到了决定性的作用。而且相对于传统的合成方法,过渡金属催化的碳氢键活化提供了一条更高效,更符合原子经济性的合成策略。

通常的设计思路是:在底物中引入能够与金属配位的基团(称其为导向基),利用底物中官能团与金属的配位作用能够稳定官能团邻位的碳氢键与过渡金属形成的σ加合物,这样能够有效的降低碳氢键活化的能垒,从而实现选择性的碳氧键活化反应。

金属因为能够与导向基配位,从而活化邻近位置的C-H键。这种方法使得"活化"和“选择性”成为可能[6]。铑在众多的过渡金属中,因为其独特的催化活性,受到C-H键活化领域工作者们的广泛关注。在导向基的辅助下,过渡金属能通过金属化作用断裂邻位Csp2-H或Csp3-H键,使其在碱或氧化剂条件下,与合适的亲电或亲核基团作用实现碳氧键的官能团化。各种含氮或氧的官能团如吡啶,酰氧基酰基,胺甲酰基,噁唑基,N-甲氧基[5],乙酰胺基等均已作为导向基来实现碳氢键的活化官能团化反应。碳氧活化技术的发展将使得人们能够更方便地生产我们所用的化学物质和更有效、更经济地利用石油等自然资源。

1。3共轭二烯化合物的重要性及其传统的合成方法

共轭二烯烃和多烯烃类化合物是一大类常见于许多复杂的天然产物和药物活性分子的重要化合物,代表了一大类重要的有机化合物,它在生物有机化学、农业、药物化学、高分子科学等诸多领域有着比较广泛的应用。许多药物和天然产物中具有多烯和共轭二烯结构,如胡萝卜素,维生素A,lissoclinolide,bombykol,scyphotatin和viridenomycin[6,7] 等,如图1所示。这些化合物的合成方法大致可以分为两大类。一种是通过Wittig 反应制备,如Horner-Wadsworth-Emmons反应[8],Still-Gennari改进反应[9],Julia烯基化反应[10],和Peterson反应等羰基的烯烃化反应。另一种合成方法是通过交叉偶联反应,如Stille交叉偶联,Heck反应,和Negishi等烯烃偶联交叉反应。

但是,这些反应首先都需要对底物进行预先的活化,用到了卤代烯烃或者金属有机试剂,而且存在反应路线长和反应副产物多的问题,不仅耗费大量的资源,而且也会造成较大的环境问题。通过两个烯烃间的直接交叉偶联(C-H/C-H )则代表了高效高原子经济性的新合成方法。

2011年,Liu等报道了由钯催化下的吡喃和已活化的烯烃发生的偶联反应,用O2和Cu(OTf)2 做为氧化剂使用[11],合成了含有吡喃结构的衍生物(表1)。

表1 :钯催化系下吡喃与活化烯烃的偶联

同时,Hong课题组研究报道了在钯催化下通过烯烃C-H活化的色酮与烯烃之间的偶联反应(表2)[12]。此方法提供了一种高效的方法来合成官能化的1,3 -丁二烯,可以用于合成各种具有生物活性的吡喃酮。

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