酰胺C-N键断裂构建酰基C-S/C-O键的研究

摘要

酰胺广泛存在于自然界和化学界中，是肽和蛋白质中的基本结构单元，许多药物分子中也含有酰胺键。由于氮原子的孤电对与羰基?键之间的共轭作用，使得酰胺键非常稳定，选择性地活化酰胺C-N键非常困难。目前活化酰胺键的方法主要有两种：一种是往酰胺氮原子上安装强吸电子基团(Ph,Ts,Boc等)来削弱共轭效应以活化酰胺键。被活化的酰胺在过渡金属和/或强碱介导的条件下能与亲核试剂偶联，但过渡金属价格昂贵以及重金属残留等问题的存在极大地限制了它的发展，并且该方法只适用于被活化的酰胺。另一种是利用强酸或强碱来活化酰胺键。该方法一般需要苛刻的反应条件，且需使用大量过量的亲核试剂以获得高产率产物。因此，在无过渡金属和环境温和的条件下实现酰胺键(特别是一般酰胺键)的断裂具有高挑战性。本文致力于无过渡金属条件下酰胺键断裂的研究，具体研究内容和结果如下：　　(1)发展了一种活泼酰胺C-N键断裂构建酰基C-S键的反应。该反应利用催化量的K2CO3(10 mol%)作为促进剂，避免了使用昂贵的过渡金属及过量的碱。在该反应条件下，芳族和脂肪酰胺都很容易与硫醇反应而获得硫酯，带有官能团(例如环己基，Si(OEt)3，NHC(O)t-Bu基团)的脂肪族硫醇也可以很好地反应。值得指出的是，带有NH2基团的硫酯也可以在该反应条件下合成，而该产物很难通过传统亲核取代获得。该反应在无金属条件下进行，无需惰性气体气氛，操作简单，为合成有价值的酰基硫酯提供了一种简便实用的方法。　　(2)发展了一种惰性酰胺C-N键断裂构建酰基C-O键的反应。酰胺的C-N键经酸/碘化物共催化体系活化并裂解，该反应不需使用大量化学计量过量的醇。三级酰胺包括最惰性的N,N-二甲基脂族酰胺都能和酚(醇)反应以高产率得到相应的酯，具有高的官能团耐受性，底物范围广。放大实验和生物活性底物的修饰也突出了该策略的潜在合成应用。该反应不仅解决了未活化酰胺键催化活化方面的挑战难题，而且还促进了酰胺在有机合成中的应用。

目录

声明

第1 章 绪 论

1.1 酰胺化合物特点及其断裂方法

1.2 过渡金属催化酰胺 C-N 键断裂构建 C-C 键和 C-X 键

1.2.1 构建 C-C 键

1.2.2 构建 C-B 键

1.2.3 构建 C-N 键

1.2.4 构建 C-O 键

1.2.5 构建 C-S 键

1.2.6 构建 C-P 键

1.2.7 构建 C-Si 键

1.2.8 构建 C-CN 键

1.2.9 构建 C-H 键

1.3 无过渡金属参与的酰胺 C-N 键断裂的反应

1.3.1 构建 C-C 键

1.3.2 构建 C-N 键

1.3.3 构建 C-O 键

1.4 立题依据和研究内容

1.4.1 本文的立题依据

1.4.2 本文的研究内容

第2 章 无金属条件下活泼酰胺C-N 键断裂构建酰基C-S的反应研究

2.1 前言

2.2 实验部分

2.2.1 实验器材与试剂

2.2.2 实验原料的合成

2.3 无金属条件下碱引发的酰胺与硫醇的硫酯化反应

2.4 实验结果与讨论

2.4.1 反应条件的优化

2.4.2 底物拓展

2.4.3 N 上带有不同取代基团酰胺的反应性

2.4.4 反应机理的研究

2.5 结构表征

2.6 本章小结

第3章 惰性酰胺C-N键断裂构建酰基C-O键的反应研究

3.1 前言

3.2 实验部分

3.2.1 实验器材与试剂

3.2.2 实验原料的合成

3.2.3 惰性酰胺与醇的酯化反应

3.3 实验结果与讨论

3.3.1 反应条件的优化

3.3.2 底物拓展

3.3.3 合成方法应用探究

3.3.4 N 上带有不同取代基团酰胺的反应性和放大反应

3.3.5 反应机理研究

3.4 结构表征

3.5本章小结

结论与展望

1. 结论

2. 展望

参考文献

附录A 攻读硕士期间所发表的学术论文目录

附录B 部分产物 1H NMR 和 13C NMR 谱图

致谢