Biginelli反应和插烯羟醛反应的串联反应研究及产物的应用

摘要

近年来，3，4-二氢嘧啶-2-酮类(DHPMs)化合物在生命科学和临床医学中表现出了广泛的生物活性。作为合成DHPMs最为有效的手段，Biginelli反应成为了人们研究的热点。仅仅在过去的十年里，关于Biginelli反应的报道就有近五百篇。这些报道大多集中在催化剂种类的变化，关于DHPMs衍生化反应的报道却相对较少，尤其是关于C-6位甲基的衍生化反应。由于Biginelli反应一般会用到二羰基化合物作为底物，因而形成的嘧啶环C-6位大多数情况下会有一个甲基存在。C-6位甲基的衍生化反应一般有两种途径，一是经过溴代然后发生亲核取代反应;二是在碱性条件下直接与亲电试剂发生亲电取代反应。插烯羟醛反应是形成C-C键的重要途径，也是环类化合物的重要反应之一。但是到目前为止，却没有任何关于DHPMs插烯羟醛反应的报道，这一现象引起了我们的研究兴趣。通过尝试，我们成功实现了在Lewis酸FeCl3·6H2O催化下DHPMs6-甲基的插烯羟醛反应，高效高产率合成了6-烯基取代的DHPMs衍生物。该类衍生物可以作为合成其它复杂类药化合物的有效原料，我们以此合成了吡啶并[4，3-d]嘧啶化合物。
　　多组分反应(MCRs)与传统有机合成相比，具有非常明显的优点。它可以快速有效的通过3个或者三个以上易得的反应原料，利用一锅煮的方法，在反应过程中无需分离，一步合成结构多样的最终化合物，并且在最终化合物结构中包含所有起始化合物的结构片段。多组分反应可以充分利用所需的官能团并且在快速反应过程中保证官能团的稳定性，非常适合结构多样性的导向合成。在过去十年里，由于铁催化剂具有无毒、廉价、可回收、稳定性好以及环境友好的优点，在多组分反应中的应用也越来越广泛。同时，铁催化Biginelli反应也有多篇报道。
　　结合前面的工作我们知道，C-5位酰胺基取代的Biginelli产物可以在Lewis酸FeCl3·6H2O催化下与醛发生插烯羟醛反应。因此，我们又对铁催化的乙酰乙酰胺、醛、脲的多组分反应进行了研究，并成功实现了Biginelli反应与插烯羟醛反应的串联反应。在该串联反应中，仅使用单一的铁催化剂使反应操作更加简便，符合绿色化学的要求。

目录

摘要

第一章 文献综述与设计思想

1．1 3，4-二氢嘧啶-2-酮类化合物的生物活性

1．2 Biginelli反应研究进展

1．2．1 不同催化剂催化的Biginelli反应

1．2．2 不对称催化的Biginelli反应

1．3 3，4-氢嘧啶-2-酮的衍生化反应研究

1．3．1 N-烷基化／酰基化反应

1．3．2 C(2)衍生化反应

1．3．3 氧化反应

1．3．4 C(5)衍生化反应

1．3．5 C(6)衍生化反应

1．3．6 成环反应

1．4 环类化合物的插烯羟醛反应

1．4．1 环类化合物的非直接插烯反应

1．4．2 环类化合物的直接插烯反应

1．5 实验设计思想

第二章 铁催化的5-酰胺基3，4-二氢嘧啶-2-酮6-甲基的插烯反应及产物应用

2．1 实验设计思想

2．2 仪器、试剂和药品

2．2．1 仪器

2．2．2 试剂和药品

2．3 实验部分

2．3．1 部分底物的合成

2．3．2 6-烯基取代的3，4-二氢嘧啶-2-酮的合成

2．3．3 吡啶并[4，3-d]嘧啶的合成

2．3．4 本章小结

2．3．5 产物的图谱数据

第三章 铁催化的多组分反应—锅合成6-烯基3，4-二氢嘧啶-2-酮衍生物

3．1 铁催化的多组分反应

3．1．1 铁催化的Strecker反应

3．1．2 铁催化的Hantzsch反应

3．1．3 铁催化的Mannich反应

3．1．4 铁催化的Ugi-like反应

3．1．5 铁催化的Michael反应

3．1．6 铁催化的Biginelli反应

3．1．7 铁催化的其它多组分反应

3．2 设计思想

3．3 实验部分

3．3．1 优化反应条件

3．3．2 反应方程式及实验步骤(3c为例)

3．3．3 实验结果与讨论

3．3．4 本章小结

3．3．5 产物的图谱数据

参考文献

附图

致谢

攻读学位期间的科研成果

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