（有机化学专业论文）三聚氯氰催化有机化学反应.pdf

摘要 摘要 有机催化剂在有机合成中有着广泛的应用，它能够改善反应条件使一些原本不能或 不容易进行的反应可以在简便、温和的条件下进行，因而促进了合成化学的迅速发展。 发展新的具有原子经济、反应条件温和、高选择性的合成方法是未来有机合成研究的 热点之一。近几年人们对环境的关注和有机转变中对绿色环保、高效的有机催化剂需求 的增加，对有机催化剂研究越来越感兴趣。当前，2 ，4 ，6 三氯1 ，3 ，5 三嗪( 简称t c t ，三 聚氯氰) ，由于它是一种价格便宜，性质比较稳定、易处理的试剂，所以它被广泛的应 用于有机合成领域。该论文是在查阅大量文献的基础上，详细探究了有机小分子催化剂 一三聚氯氰( t c t ) 在有机合成中的新应用。 首先，根据反应基本类型综述了三聚氯氰作为有机小分子催化剂在有机合成中的应 用。三聚氯氰的反应主要涉及加成反应、氧化反应、还原反应、环化反应、重排反应、 官能团的保护等。 用环境友好的反应介质代替一般性的有机溶剂进行反应，更符合绿色环保的要求， 即使如此，仍不可避免地引入诸如回收等一系列后续处理等问题，因此，最好的策略是 不使用任何反应介质。所以在无溶剂条件下的反应更符合绿色化学的要求，它可以减少 溶剂带来的回收、处理和污染等问题。进行无溶剂的反应还可能成为解决催化剂在催化 过程中的效率问题的有效途径之一。我们继续在前人应用环保，经济的三聚氯氰作为催 化剂的基础上，用取代水杨醛和1 ，3 环己二酮在无溶剂一锅煮的条件下，成功的合成出 了苯并吡喃衍生物。方法催化剂用量少、适用范围广、反应时间短，操作简便。采用瓜 和1 hn m r 对大部分化合物进行了结构表征。 在1 ，3 一位具有胺基和含氧官能团的化合物，经常被发现在具有生物活性的天然产物 中。此外烷基胺基萘酚是一种重要的有机合成中间体。用醛、2 一萘酚、酰胺或尿素通过 多组分在l e w i s 或b r g n s t e d 酸催化下缩合能够合成烷基胺基萘酚。然而在已有文献的 报道中存在着诸如：反应时间长，试剂昂贵，产率低，试剂具有腐蚀性，强酸性等，或 者需要附加的微波，超声波的条件。 氧杂葸酮类化合物具有广泛的药理活性和生理活性，如抗过敏作用、抗发育不良、 抗癌活性、抗菌和用于治疗糖尿病、过敏性气管炎等，因此得到许多有机化学家和药物 化学家的关注此外，它是合成其它杂环化合物的重要中间体，它还是许多天然产物的 n l 摘要 基本结构单元。因此氧杂葸酮类化合物的合成是当前研究的一个热点。传统氧杂葸酮类 化合物的合成方法是通过含活泼亚甲基的羰基化合物与醛在酸或碱催化下进行，而寻找 有效的催化剂是实现该合成反应的关键。通过对一系列催化剂的筛选，发现三聚氯氰 ( t c t ) 是实现该反应最有效的催化剂。该方法适用范围广，反应对水不敏感，产率高， 操作简便，反应时间短，并且在无溶剂条件下进行，消除了有机溶剂的排放，符合绿色 环保的要求。 我们发展了三聚氯氰的新应用，用它做催化剂在无溶剂条件下高产率的合成出了一 些列的氧杂葸酮化合物。 总之，三聚氯氰( t c l i ) 作为有机小分子催化剂在许多有机合成中表现出越来越多 的优越性。虽然三聚氯氰( t c t ) 已应用于各种有机反应中，得到了很大程度上的发展， 但继续深入的探究用三聚氯氰做催化剂的有机反应仍然是一项具有挑战性且有意义的 研究课题。本论文是在总结前人的工作基础上，研究三聚氯氰( t c t ) 在有机合成中的 新应用。此项工作的开展为寻找新方法、新试剂奠定基础和开拓道路，必将更好地促进 有机合成化学的发展。 关键词：三聚氯氰有机催化剂苯并吡喃衍生物烷基胺基萘酚衍生物氧杂葸 酮化合物 i 、r a b s t r a c t a b s t r a c t o r g a n i cc a t a l y s t sa r eu s e dw i d l yi no r g a n i cr e a c t i o n s m a n yo r g a n i cr e a c t i o n s ，w h i c h o r i g i n a u yc a n ，tb ec a r r i e do u to ra l ed i f f i c u l tt oo p e r a t e ，h a v eb es u c c e s s f u l lp e r f o r m e di nm i l d c o n d i t i o n si nt h ep r e s e n c eo fo r g a n i cc a t a l y s t s t h ef i e l d so fo r g a n i cc a t a l y s t sa r ee x p a n d i n g a n dw i l lb o o s tt h ed e v e l o p m e n tn e ws y n t h e t i cm e t h o d su n d e rm i l d e rc o n d i t i o n s ，a t o m e c o n o m i e sw i t hh i e l ly i e l d sa n ds e l e c t i v i t i e si n21c e n t u r y w i t hi n c r e a s i n ge n v i r o n m e n t a l c o n c e r n sa n dt h en e e df o re f f i c i e n ta n dg r e e no r g a n i cc a t a l y s t sf o rv a r i o u su s e f u lo r g a n i c t r a n s f o r m a t i o n s ，i nr e c e n ty e a r s ，2 , 4 ，6 - t r i c h l o r o - 1 , 3 ，5 - t r i a z i n e ( t c t ，c y a n u r i cc h l o r i d e ) h a s b e e nu s e di no r g a n i cs y n t h e s i s b e c a u s ei ti ss t a b l e , n o n v o l a t i l e ，i n e x p e n s i v e , c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e , a n de a s y - t o h a n d l er e a g e n t i ti st h e r e f o r ew i d e l yu s e di nt h ef i e l do fo r g a n i c s y n t h e s i s i nt h i sp a p e r ，t h ew o r ko fo u rp r e d e c e s s o r s i so nt h eb a s i so fo r g a n i c c a t a l y s t - c y a n u r i cc h l o r i d ei no r g a n i cs y n t h e s i so fn e wa p p l i c a t i o n s f i r s t ，c y a n u r i cc h l o r i d e ( t c t ) i sa no r g a n i cc a t a l y s ti no r g a n i cs y n t h e s i s t h er e a c t i o no f c y a n u r i cc h l o r i d eh a st h r e em a i ng r o u p si n v o l v i n gt h ep r o t e c t i o no ft h ef o r m a t i o na n d d e c o m p o s i t i o n ，a d d i t i o nr e a c t i o n , t h ec y c l o a d d i t i o nr e a c t i o n , e y c l i z a t i o n , r e a r r a n g e m e n t ， o x i d a t i o na n dr e d u c t i o nr e a c t i o n s t h eu s eo fe n v i r o n m e n t - f r i e n d l ym e d i u mi n l i e uo ft h eg e n e r a lr e a c t i o no ft h eo r g a n i c s o l v e n tf i t sf o rt h er e q u i r e m e n t so fg r e e nc h e m i s t r y b u te v e ns o ，s t i l li nt h er e a c t i o nw i l l i n e v i t a b l yb r i n g , s u c ha sr e c y c l i n ga n dt r e a t m e n ta n do t h e rq u e s t i o n s t h e r e f o r e ，t h eb e s t s t r a t e g yi s t on o tu s es o l v e n t s s o l v e n t - f r e er e a c t i o n sc o n d i t i o n si sm o r ef i tf o rt h e r e q u i r e m e n t so fg r e e nc h e m i s t r y i tc a ns i g n i f i c a n t l yr e d u c et h es o l v e n tr e s u l t i n gf r o m r e c y c l i n g , t r e a t m e n ta n dp o l l u t i o np r o b l e m s o l v e n t f r e er e a c t i o n sc o u l da l s ob e c o m ea c a t a l y s te f f i c i e n c yp r o b l e mt os o l v eo n eo ft h ew a y sw eh e r e i nr e p o r tan e w ，c o n v e n i e n t , a n d o n e - r e a c t i o n s t e ps y n t h e s i s o fb e n z o p y r a nd e r i v a t i v e sb yt r e a t m e n to fs u b s t i t u t e d s a l i c y a l d e h y d e sa n ds u b s t i t u t e d1 , 3 - h e x a n e - d i o n ei nt h ep r e s e n c eo fc a t a l y t i ca m o u n to f c y a n u r i ce h l o r i d e ( t c t ) u n d e rs o l v e n t - f r e ec o n d i t i o n st h er e a c t i o np r o c e e d ss m o o t h l yi n s h o r t l yr e a c t i o nt i m eu n d e rs o l v e n t - f r e ec o n d i t i o n s t h i sm e t h o di ss u i t a b l ef o rv a r i o u s s u b s t r a t e , s ，o p e r a t i o n a la n de x p e r i m e n t a ls i m p l i c i t y m o s to fc o m p o u n d sw e r ec h a r a c t e r i z e d b y a n d1 hn m 1 3 c n m ra n di r c o m p o u n d sb e a r i n g1 , 3 一a r r a n g e m e n to fa m i n oa n do x y g e n a t e df u n c t i o n a lg r o u p sa r e f r e q u e n t l y f o u n di n b i o l o g i c a l l yi m p o r t a n tn a t u r a lp r o d u c t s f u r t h e r m o r e , a m i d o a l k y l n a p h t h o l sc a nb ec o n v e r t e dt ou s e f u ls y n t h e t i cb u i l d i n gb l o c k s 1 1 1 ep r e p a r a t i o no fa m i d o a l k y l n a p h t h o l sc a l lb ec a r r i e do u tb ym u l t i c o m p o n e n tc o n d e n s a t i o no fa l d e h y d e s ，2 - n a p h t h o la n d v a m i d eo r 盯e ai nt h ep r e s e n c eo fl e w i so rb r o n s t e da c i d h o we v e r , s o m e o ft h er 印o r t c d m e t h o d ss u 脓d i s a d v a n t a g e ss u c h a sl o n gr e a c t i o nt i m e , t h eu s eo fe x p e n s i w 嗍伽s ， l o w1 i ，i e l d so fp r o d u c t s ，c o r r o s i v er e a g e n t s ，s t r o n g l ya c i d i c c o n d i t i o n s ，a n dt h eu s eo f 觚 a d d i t i o n a lm i 啪w a v eo v e no ru l t r a s o n i ci r r a d i a t i o n t h e r e f o r e ，t oa v o i d t h e s el i m i t a t i o n s ，w e d e v e l o p e dai l e wa p p l i c a t i o nf o rc y a n u r i ec h l o f i d e ( t c t ) b yu s i n g t h i se a t a l y s t ，as 印e so l a m i d o a l k y ln a p h t h o l sw e r e o b t a i n e di nh i g hy i e l d su n d e rs o l v e n t 。f r e ec o n d l t i o n s t h es y n t h e s i so f x a n t h e n e d e r i v a t i v e sh a v e b e e no fc o n s i d e r a b l ei n t e r e s t t 0 p h a n n a c 训c a l l yc h e m i s ta n do r g a n i cc h e m i s t b e c a u s eo ft h e i rw i d l yr a n g eo fb i o l o g i c a la n d p h 栅a c 枷c a lp r o p e r t i e s s u c ha sa n t i - d y s p l a s i a , a n t i - b a c t e r i a l ，a n t i - a l l e r g y , 劬伽c e f a 矾讥t i 髂a n du s e dt o t r e a t m e n to fa l l e r g i ct r a c h i t i s a n dd i a b e t e s i na d d i t i o n , t 1 1 e c o m p o u i l d s a r es t r u c t u r a lu n i t so fm a n yn a t u r a lp r o d u c t s a n di m p o r t a n th 昧肿c y c n c c o m p o 咖d si n t e r m e d i a t e t h e r e f o r e , t h e s y n t h e s i so fx a n t h e n e sd 甜删v 岱a r ep f e s c n t r e s e 盯c hh o t 驴t t r a d i t i o n a l l ym e t h o do fs y n t h e s i so fx a n t h e n e sd e r i v a t i v e sa l e 化咖n o t a l d e h y d 嚣w i t hc a r b o n y lc o m p o u n d sw h i c hc o n t a i n i n ga c t i v em e t h y l e n e 俐n p o u n d s u n d e f a c i d i cc o n d i t i o 璐0 ra l k a l ic o n d i t i o n s t h ek e y f o rt h e s er e a c t i o n sa r et os e a r c ha ne n - e c n v e c a t a l y s t me f f i c a c yo fv a r i o u sc a t a l y s t s a l et e s t e df o rt h i sc o n v e r s l o t ia n d 删c 咖o r i d e ( t c t ) w a sf o u n dt ob es u p e r i o ri nt e r m so fy i e l d sa n d r e a c t i o nr a t e s t h em e m o d 1 s a p p l i c a b l et oaw i d er a n g eo fa l d e h y d e s t h er e a c t i o np r o c e e d s s m o o t h l yi ns h e r tf e a c 乜o n t i m eu n d e rs o l v e n t - f r e ec o n d i t i o n s i nc o n c l u s i 咄c y a n u r i cc h l o r i d ea sp r o m o t e ra n dc a t a l y s td e m o n s t r a t e dt h e 叫呷协啪 觚da d v 嘲g e si nm a n yi m p o r t a n to r g a n i ct r a n s f o r m a t i o n s d e s p i t eo f t h es i g d i 丘c 枷p f 0 粤伪s i nm ea p p l i c a t i o 璐o fc y a n u r i cc h l o f i d e ( t c t ) 笛c a t a l y s t si nd i v e r s eo r g a n i cs ) ，i i t l l 嘲sh a v e b e e na c h i e v e 也也e8 e a r c hf o rs o m en o v e ls y n t h e t i cp r o c e s si n v o l v i n gc y a n u r i cc h l o r i d e ( t c t ) w i c o n t i r m et 0b ea ni n t 删i l ga n dc h a l l e n g i n gr e s e a r c ht o p i c o nt h e b a s i so ft h a t p i o n 痢n gw o r k s ，t h en e wa p p l i c a t i o n so fc y a n u r i cc h l o r i d c ( t c t ) a so r g a m cc a t a l y s t sm 0 r g a n i cs 蛐醯h a v eb e e ne x p a n d e d t h er e s e a r c h o fr o wa p p l i c a t i o n so fq 删啪c c 1 1 l o r i 州t ) w i l lr e n e wa n de x p a n df o rc l a s s i c a la c i da n d b a s et h e o r yi no r g a n l cc h 锄s 啡 t b 脚丽up r o v i d eap l a t f o r ma n do p e nu pan e wp a t hf o rt h e s e a r c hf o rn e wr e a g 伽临，t n e 懿t a b i i s h i n 钮to fi l e wm e t h o d sa n dn e w t h e o r i e s i tw i l lp r o m o t et h ed e v e l o p m e n to fo r g a m c s y n t h e s i sc h e m i s t r y k e o r d ：c y a 州cc h l 。f i d e , o r g a n i c c a t a l y s t s ，b e n z o p y r a nd e r i v a t i v e s ，a m i d o a i 蚴 v i 学位论文原创性声明 本人所提交的学位论文三聚氯氰催化的有机化学反应，是在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的原创性成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和 集体，均已在文中标明。 本声明的法律后果由本人承担。 论文作者( 签名) ：锹峭 例。 年只l 淝 指导教师确认( 签名) ；多谈。当秀笋 溯? 年6 旯2 0 e t 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解河北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学 位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北师范大学可以将学位论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保 存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在年解密后适用本授权书) 论文作者( 签名) ：纭鹂 沙驴7 年多月印日 指导教师( 签名) ：多次当前季 加夕年石月勿日 n 第一章前言 1 1 导言 第一章前言 催化剂在现代有机合成及化工中有着举足轻重的地位。现代化工业产品的8 5 都是 通过催化过程进行生产。每种新型催化剂的发现及催化工艺的研制成功，都会引起化工业 的重大革新。近几年来，在金属络合物催化剂蓬勃发展的同时，不含金属的有机小分子 催化剂越来越受到关注，正在成为化学领域继金属催化剂之后研究的另一热点领域。有 机催化是指使用低于化学计量的不含金属的有机小分子催化的反应。w i e c h e r t 小组分别 报道了应用简单的氨基酸、l 脯氨酸等进行催化的高效性和高对映选择性的分子内羟醛 缩合反应，此后在很长一段时期，有机催化反应未引起大家的重视。最近几年，有机催 化剂的研究得到前所未有的发展，有机小分子可以象酶一样发挥重要作用，有可能在前 生命物质的合成中起着作用。有机催化剂具有操作简便和一些“绿色”的优点：( 1 ) 有 机催化剂通常价格便宜，容易修饰和制备；( 2 ) 不需要金属来引发，不必担心有毒的金 属泄漏到环境中；( 3 ) 有机催化剂容易从产物中分离和回收；( 4 ) 有机催化剂还可以在 空气或湿溶剂中进行反应，不必用到苛刻的无水无氧条件：。如i 广脯氨酸易溶于水，难溶 于有机溶剂，利用这个特点很容易从反应体系中分离。而在众多的小分子有机催化剂中 三聚氯氰正作为一种新型的有机催化剂被广泛的用于有机合成中。 三聚氯氰( t c t ) 化学名为2 ，4 ，6 三氯1 ，3 ，5 三嗪，称三氯均三嗪、氰脲酰氯等，是我 国生产较早的氯系杂环类有机化工原料，可用于生产杀菌剂、氮肥增效剂、杀虫剂、光 稳定剂、聚合物发泡剂、聚合催化剂、表面活性剂、增塑剂、树脂固定剂、橡胶硫化促 进剂、防火剂；是多种农药、医药、荧光增白剂、活性染料及一些大分子聚合物的重要 原料之一等。三聚氯氰( t c t ) 的均三嗪环相当稳定，只有在浓h 2 s 0 4 中并加热到1 5 0 以 上才能分解。其中3 个氯原子由于受n c = n 不饱和双键的影响而活性增强，3 个氯原子可 以分阶段地分别被s h 、o h 、砌2 、n h r 等官能团取代。由于这些原因，三聚氯氰及 其衍生物在有机合成反应中得到广泛的应用。近几年，发现它可做为催化剂或促进剂用 来改善反应条件，提高反应收率，促进合成反应等。本章按反应的基本类型简单总结了 三聚氯氰作为催化剂或促进剂在有机合成中的应用。 1 2 三聚氯氰在有机合成中的应用 1 2 1 加成反应 第一章前言 1 2 1 1 吡喃环的合成 许多含吡喃环的有机化合物都具有重要的生物活性和药理活性，如抗发育不良、抗 菌、抗癌活性等。氧杂蒽和苯并氧杂蒽类化合物含有吡喃环结构，是许多天然产物的结 构单元，也是合成其他杂环化合物的重要中间体。在已有文献报道中合成吡喃环的方法 存在反应时间长，产率低，条件苛刻等缺点，最近发现用湿t c t 在无溶剂条件下能够 高效率的合成苯并氧杂葸类化合物可以克服上述缺点【l 】，具体反应见下图1 。 2： w o t t c t r c h o 2 图1 3 1 2 1 2 旷双佧基酮) 环烷酮的合成 b i g d e l i 等f 2 1 将三聚氯氰( t c t ) 用于催化醛酮缩合反应，取得了良好的反应效果。 他们考察了环烷酮和芳香醛在湿t c t 催化下无溶剂一锅煮合成一系列t l , a 双( 苄基酮) 环 烷酮。实验发现，当t c t 用量为1 0 ( 摩尔分数) 时，收率最高。三聚氯氰水解后的副产 物三聚氰酸可以通过水洗除去，对环境友好，操作简便，非常适用于工业化生产。反应 方程式如图2 。 2a r c h o + 4 5 1 2 1 3q 一氨基腈的合成 t c t 。a r 图2 6 a 氨基腈是制备氨基酸和各种含氮杂环化合物的一种重要中间体，例如咪唑，噻唑 等。一般合成a 氨基腈方法是用c n 通过s t r e c k e r - t y p e 反应制的目标产物。常用的氰 化试剂有h c n 3 1 ，l 汜n f 4 1 ，m e 3 s i c n 5 】等，三甲基硅氰是一种非常安全和有效的提供c n 的试剂。催化剂t c t 在m e 3 s i c n 存在下能够催化合成各种a 氨基腈，而且对于a ，p 不饱和醛具有特定的选择性c 不受影响【们，如图3 。 2 第一章前言 1 2 2 还原反应 1 2 2 1 异丁烯醛的合成 m e 3 s i c n 。t c t m e c n 。r 。l 图3 r 足硝 9h a ，b 不饱和烯醛，例如异丁烯醛就是一种合成其他杂环的重要中间体。b r e i t m a i e r 用多步反应的方法制得乙氧基异丁烯醛r n 。n a i r 小组报道通过v i l m 3 e i 睨 反应制得产率 2 6 的乙氧基异丁烯斟引。尽管这些方法能够很快的得到目标产物，但是在反应过程中 会放出大量的h c l 气体。b a b l e r 小组【9 】用c r o s s e d c l a i s e n 缩合制得产率为6 1 的乙氧基 异丁烯醛，但是这种方法对湿气特别敏感限制了它的推广应用。h o u 小组【1 0 】发现用t c t 能够很好的合成乙氧基异丁烯醛并且用此方法还能合成其他一些a , p 不饱和烯醛，如图 4 。 1 0 耋nx：-o。霎乏?1一rinx：)-8 c l = 孓 吣气e t 艮气= 。 k = - o 1 2 图4 1 2 2 2 环氧化合物的开环反应 环氧衍生物的开环具有很强的区域选择性因而被广泛应用于有机合成。其中1 , 2 环 氧化合物在硫醇存在下开环并生成b 羟基硫醚是合成天然产物的重要方法，尤其是合成 白细胞三烯，例如l t c 4 l t d 4 目前发现用t c t 作催化剂可以使1 , 2 环氧化合物和硫醇 在无溶剂室温条件下快速高效的合成p 羟基硫醚【l l 】，具体见如下方程式图5 。 p h 且+ r - s h t c t ( 2 t o o 1 ) = 邢, 己。h + h 足s r 图5 2 hn 一 8 r + 忖 足7 r 警 。丫 第一章前言 以水吗琳为介质，室温下以三聚氯氰为反应催化剂，可使环氧化合物进行立体开 环反应并获得相应的d 氯乙醇，反应时间短，反应操作简便，产物收率高【1 孔，反应方 程式如下图6 。 o r 弋r 1 t 8 t c t h 2 0 m o r p h o l i n e r t 图6 c 1 r o r 卜- -t-火-r n h r h a 入 图1 0 m a s a l a 等 1 8 1 将三聚氯氰负载于具有氨基的不同功能树脂上，然后再与羧酸化合物 固相反应合成了酰胺和二肽。在合成二肽过程中，发现以聚7 _ , - - 醇、聚苯乙烯作为固相 载体，产率可达9 0 9 5 。这种固载不但可以在干燥的环境中存放数天，而且其相应的 活化酯化合物的活性可以在无水环境中保存一周，反应方程式如下图i i 。 9 ic i o + c 窳一科斌。 千 一科钒员r 唑知1 m a n h a s 等 1 9 】以n e t 3 为缚酸剂，将三聚氯氰用于催化合成内酰胺，也得到了很好的收 率，如图1 2 。 里 哪p h 贝。hi t c tm c 凡太久 嚏 户 4 6 p h c h = n c h 2 c o o e t 卧。彼卧 6c h 2 c o o e t 6 第一章前言 图1 2 k h a l a f i 【2 0 1 用s i 0 2 作t c t 的载体催化合成酰胺( 5 0 8 7 ) ，此反应对于芳环上有不同 的取代基的羧酸来说吸电子基团的产率要低于供电子基团的产率，如图1 3 。 r 1 r 2 n h 2 ( 3 1 4 9 s i 0 2 ，t c t n e t 3 r = a r y l 。a l k y l r 1 r 2 ih 。a r y l 。a l k y l 图1 3 1 2 2 7 烯丙型氯化物的合成 不对称烯丙型醇用t c t 作催化剂在d m f 存在下高效选择性的合成烯丙型氯化物 【2 1 1 ，此反应受电子和空间位阻的影响比较大，如图1 4 。 1 2 2 8 重氮酮的合成 t c t d m f - - - - - - - - - - - - - - c h 2 c 1 2 , r t p r 1 飞v 人r 2 5 2 图1 4 k r ： r o h + 枣篙f 耵c 矿h 2 n 2r 儿n 2 + r 足剥3 rrn 龠 鳓 r 黼 第一章前言 r 贝c 焱詈lr 盎r 卜 r = a l k y l ，a r a l k y l a r y l 1 2 2 9 由醇合成氯化物 图1 6 5 7 醇和p 氨基醇在t c t 催化下转化成相应的氯化物或溴化物。并且此反应也能够应 用于具有光学活性的伯醇【2 4 1 ，如图1 7 。 r ) - - o h r 6 2 1 2 2 1 0 合成烷基氯 a n - , n v 哆丫n d w e l 庐弋 6 m e c h 2 c 1 2 r t 图1 7 g i a c o m d l i 用t c t d m f 完美的改善了从烷基醇合成了相应的烷基氯的方法【2 5 1 ，而 且通过在t c t d m f 中加入n a b r 还可以得到相应的烷基溴化物，这种方法具有高效选 择性，用二醇得到的氨基氯通过此方法可以合成相应的m 保护的p 氨基氯，如图1 8 。 8 c 1 3 r户r 6 第一章前言 ro h c 。h 。2 二c 1 2 , 一r t rc i 6 46 5 r = a i i 蝌。甜a l k y l n - p r o t e c t e da m i n oa l c o h o l 图1 8 1 2 2 1 l 羧酸还原为醇 f a l o m i 等口6 】用一种将羧基还原为羟基方法是：首先将羧基在- 甲基吗琳( n m m ) 存在下， 室温反应生成活化中间产物，然后在水中用n a b h 4 将其还原为相应的醇。这种方法反 应条件温和，产率高，而其他酯基和受b o c 、c b z 等保护的基团可稳定存在而不受影响， 反应方程式如下图1 9 。 hn m m d m e ， 员 ro 6 7 图1 9 d 1 2 2 1 2 合成甲烷类二吲哚或复合糖类二吲哚 八 r o 。h 6 8 在t c t 催化下通过亲电取代反应使各种醛类合成相应的甲烷类二吲哚或复合糖类 二吲哚，此反应能够在1 0 1 5r a i n 内完成，产率高( 7 0 - 9 2 呦，没有观测到副产物生成。 另外在此反应条件下如果c 3 上有位阻大的官能团，也可以在c 2 上发生亲电取代反应 ( 产率8 7 ) 【2 7 】，如图2 0 。 9 o 足 沁 9 八 r 第一章前言 +t磊ct(10mo。ircho + 一i i j i c h 3 c n r t 、v r 2a l k y , a 叫，s u g a r 1 2 2 1 3 苄基醇的选择性氯化 t c t 。c h 3 c n i _ _ _ _ 二- - _ _ _ ；+ r t 。2 h 图2 0 7 4 在二甲基亚砜中用t c t 做催化剂使苄基醇能够在1 0 - 4 0m i n 氯化，此方法具有高效 化学选择性【2 耵。例如在脂肪醇存在下无论是分子内还是分子间都有高效选择性，也能够 使对酸敏感的物质在此中性条件下完成反应。运用此方法还成功的选择性合成了氯化天 麻素，一种用来治疗神经系统的药物，如图2 1 。 1 0 7 5 、c h 3 丫。h 为 a 妞a a p 图2 1 c l h n 夕 驳的 s t 毫广畔飞” 第一章前言 1 2 3 氧化反应 1 2 3 1 亚硝酸酯的合成 亚硝酸酯可以由硝酸或亚硝酰氯和醇在亚翁盐和吡啶存在下合成，a k h l a h i n i a 掣2 9 1 开发了一种有效的合成方法，在反应中使用三聚氯氰为催化剂，可高效选择性地将羟基 等基团转换生成亚硝酸酯，产率高，反应条件温和。实验发现，反应非常适合于伯、仲、 叔醇及苄基醇的转换，伯醇的活性高于伸醇和叔醇，收率9 0 - 9 8 ，如图2 2 。 t c t n - b u 4 n n 0 2 r x 一 c h 3 c n ，r e f l u x 8 t r o n ox = o h 。s h o s i m e 3 8 2 图2 2 1 2 3 2 合成异氰酸酯 a k l d a f f i n i a 等【3 0 j 报道了在t c t n b u n o c n 存在下由醇合成异氰酸酯的方法。该方 法选择性高、简便、高效，同样还适用伯、仲、叔醇及节基酵之间的转换，收率9 0 1 0 0 ， 由于该方法可以将醇直接转换为异氰酸酯，且反应条件温和，因此它是一个新颖高效的 异氰酸酯合成方法，如图2 3 。 弋c 1 | n - b u 4 n oc n r n c o c h 3 c n ，r e f l u x 8 3 x = o h s h o s i m e 3 图2 3 1 2 4 重排反应 b e c k m a n n 重排反应在有机合成一类重要的重排反应。它常用酮肟制备酰胺，反应 需高温和强酸催化，因此一些对热、酸敏感的化合物则不能用此方法制备。f 唧y a 等【3 1 】 用t c t 做催化剂，z n c l 2 为助催化剂，以乙腈或硝基甲烷为溶剂，在回流状态下进行重 排反应合成了系列酰胺化合物。实验表明t c t 可在温和条件下高效催化b e c k m a n n 重 排，反应方程式如下图2 4 。 t c t ( 2 5 ) 。z n c l 2 ( 2 ) m e c n 。r e f l u x 图2 4 一 、r ：z _ 办。献 ， 2 肼 or 第一章前言 g i 矩c o m e l l i 3 2 】在室温用t c t d m f 很容易从酮得到的不同酮肟进行贝克曼重排最 终的到酰胺，产率很高( 7 5 1 0 0 ) ，并且应用此方法还能应用到醛肟得到相应的腈，如 图2 5 。 r 净o r 1 8 7 一洁n 、 r r 1 o h 1 2 5 基团保护的形成 图2 5 t c t d m f ，r t 1 2 5 1 甲酰基保护羟基 在o h 的保护中应用最广反应方法最多的是d 型甲酰化，各种甲酰化试剂的应用， 因为甲酸酯的制备条件苛刻而受到限制，或者是对一级，二级o h 的选择性保护差的等 缺点。g i a e o m e l l i 用t c t l i f 二氯甲烷作溶剂在室温条件下通过一级醇转化成甲酸酯来 保护o h ，此方法具有很高的选择性例如二级，三级、苯甲基，烯丙基，炔丙基等类型 的o h ，即使反应很长时间也不能反应【3 3 】，如图2 6 。 r 入。h = r 八。勺 ( 7 7 - l o o ) 图2 6 1 2 5 2 合成四氢化吡喃酚或醇 用t c t 乙腈在室温下搅拌能够生成四氢化吡喃酚或醇，此方法非常适用于各种醇 和酚的保护【3 4 1 。并且具有高效选择性，当有不同种o h 时优先与伯醇其次酚再次仲醇， 最后叔醇，如图2 7 。 h + 0 音r o 图2 7 1 2 5 3 选择性溴化处理羟甲基苯酚 t c t d m f 在室温条件下用n a b r 进行溴化处理羟基甲苯酚，而苯酚上的o h 不受影 响。此方法使苄基溴能够在简单易得的催化剂下合成，并且用此催化剂还能合成活泼的 化合物，例如2 溴甲基苯酚类化合物【3 5 】，如图2 8 。 1 2 0 弋一的叭，一 r 第一章前言 1 2 6 环化反应 鲑。h 搿，赋勘 1 2 6 1 马来苯胺酸或马来酰胺酸的脱水 马来苯胺酸或马来酰胺酸的脱水反应，用t c t 做脱水剂通过动力学控制能够得到 满意的产率( 8 5 9 5 ) 【3 6 1 ，如图4 1 。 x a 9 9 图4 1 1 2 6 2 马来酰亚胺的脱水 通过w i t t i gc o n d e n s a t i o n 反应，在t c t 的催化下合成烷基马来酰亚胺【3 7 1 ，此产率能 达到9 5 9 8 ，如图4 2 。 1 3 第一章前言 塑旦! ! 蔓巳h o 5 h ( 9 5 - 9 8 h n r c 吃 器k 一一c h 严峻邺 r 3 s , - x r 3 t c t d 。m s o o r 1 一r 2c h 2 c 1 2 ，r tr 1 八r 2 1 4 1 0 8 t c t ，d m s o 爷1 j n c h 磊2 c 1 2 r tr 1 s ， r 丫。 r 2 x = o 。sn = 1 。2 图4 4 t c t ，d ms o - - - - - - - - - - - - - - - - - c h 3 c n 1 2 6 4 二氢吡啶和复合糖的合成 a 1 0 9 图4 5 + h 1 1 0 m k 酽m 第一章前言 用t c t 做催化剂在室温无水条件下通过h a n t z s c h 反应合成二氢吡啶。芳香醛，脂 肪醛，杂环醛等不同的醛都能在1 5 - 6 0r a i n 完成反应( 产率8 6 9 4 ) 【3 9 1 。用同样的方法 s h a r m a 等合成了保持原