（有机化学专业论文）lewis酸催化的有机胺化反应研究.pdf

、工 苏州大学学位论文使用授权声明 本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定， 即：学位论文著作权归属苏州大学。本学位论文电子文档的内容和纸 质论文的内容相一致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科院文献 信息情报中心、中国科学技术信息研究所( 含万方数据电子出版社) 、 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子 文档，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存和汇编学位论文，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。 涉密论文口 本学位论文属 在年- 月解密后适用本规定。 非涉密论文口： 一 论文作者签名：乙苗宝妇日 导师签名： 期：砂吐旦，一子 l e w i s 酸催化的有机胺化反应研究 中文摘要 中文摘要 本文报道了用l e w i s 酸催化的氢胺化反应的研究，全文共分为三大部分： 1 在第一部分工作中，我们以y b c l 3 为催化剂，成功催化了降冰片烯和苯乙 烯的氢胺化反应，对反应产物进行了表征，并对反应机理做了研究。 2 在第二部分工作中，我们研究了l a ( n 0 3 ) 3 6 h 2 0 n a b h 4 催化体系催化苯胺、 醛和酮的还原胺化反应，并对芳香环上的电子效应进行了考察，对反应机理进行 了研究 3 在第三部分工作中，我们以g a c l 3 和g d c l 3 为催化剂对炔烃的氢胺化反应 进行了研究，并实现了醛、胺、炔三组分“一锅反应”，合成了一系列喹啉衍生物。 关键词：催化；氢胺化反应；还原胺化；三组分；喹啉 作者： 指导教师： 张崇光 李亚红教授 l e w i sa c i dc a t a l y z e da m i n a t i o nr e a c t i o n s a b s t r a c t i nt h i st h e s i s ，w er e p o r t e dt h el e w i sa c i dc a t a l y z e da m i n a t i o nr e a c t i o n s 耽e y 挑 e x p r e s s e di nd e t a i l sa sf o l l o w s ： i nt h ef i r s tp a r t ，y b c l 3 一c a t a l y z e dh y d r o a m i n a t i o n so fn o r b o m e n ea n ds t y r e n ew e r e r e p o r t e d t h er e a c t i o nm e c h a n i s mw a si n v e s t i g a t e d i i lt h es e c o n dp a r t ，t h er e d u c t i v ea m i n a t i o no fa m i n e sw i t l la l d e h y d e sa n dk e t o n e p r o m o t e db yl a ( n 0 3 ) 3 6 h 2 0 n a b i - 1 4s y s t e mw a sp r e s e n t e d t h er e a c t i o nm e c h a n i s m w a ss u g g e s t e d i nt h et h i r dp a r t , w er e p o r t e dt h eh y d r o a m i n a t i o n o fa l k y n e sc a t a l y z e db yg a c l 3 - g d c l 3c a t a l y z e do n e p o tr e a c t i o no fa l d e h y d e s ，a m i n e s ，a n da l k y n e s ，w h i c hg i v e s q u i n o l i n ed e r i v a t i v e si ng o o dy i e l d s ，w a sa l s op r e s e n t e d k e y w o r d s ：c a t a l y z e ；h y d r o a m i n a t i o n ； r e d u c t i v ea m i n a t i o n ； t h r e ec o m p o n e n tr e a c t i o n ； q u i n o l i n ed e r i v a t i v e s i i w r i t t e n b y ：z h a n gc h o n g g u a n g s u p e r v i s e db y ：p r o f l iy a - h o n g 目录 第一章文献综述”1 1 1 前言j 1 1 2 氢化胺化反应1 1 2 1 烯烃分子间氢化胺化”2 1 2 2 烯烃分子内氢化胺化：一5 1 2 3 炔烃的氢化胺化8 1 2 4c - c 活化- 氢胺化串联反应”1 l 1 2 5 还原胺化反应“1 2 1 3 参考文献1 6 第二章l e w i s 酸y b c i ；催化烯烃的氢化胺化反应2 1 2 1 研究背景_ 一2 1 2 2 研究设想2 2 2 3 结果与讨论2 3 2 3 1 反应条件的优化2 3 2 3 2 反应底物的扩展和反应因素的讨论2 4 2 3 3 烯烃的扩展? 2 6 2 3 4 反应机理的研究3 1 2 4 实验部分3 2 2 4 1 实验仪器”3 2 2 4 2 实验药品3 3 2 4 3 实验步骤：”3 3 2 4 4 化合物谱学数据3 5 2 5 小结：；“4 4 2 6 参考文献4 4 第三章l e w i s 酸l a ( n 0 3 ) 3 6 h 2 0 催化的还原胺化反应”4 7 3 1 研究背景“4 7 3 2 研究设想4 7 3 3 结果与讨论4 8 3 3 1 反应条件的优化4 8 3 3 2 反应底物的扩展和反应因素的讨论4 9 3 3 3 还原胺化反应机理的研究? 5 5 3 4 实验部分5 5 3 4 1 实验药品”5 5 3 4 2 实验步骤5 6 3 4 3 化合物谱学数据5 7 3 5 小结”：6 6 3 6 参考文献6 6 第四章l e w i s 酸催化炔烃的胺化反应6 8 4 1 研究背景6 8 4 2 研究设想”：7 0 4 3 结果与讨论7 1 4 3 ：1 炔烃氢胺化反应条件的优化”7 l 4 3 2 炔烃氢胺化反应底物的扩展”7 2 4 3 3 炔烃氢胺化反应机理的探讨7 5 4 3 4 醛、胺、炔三组分反应条件的优化”7 7 4 3 5 醛、胺、炔三组分反应底物的扩展”7 8 4 3 6 醛、胺、炔三组分反应机理的探讨“7 9 4 4 实验部分8 0 4 4 1 实验仪器8 0 4 4 2 实验药品8 0 4 4 3 实验步骤8 l 4 5 小结8 2 4 6 化合物谱学数据8 3 4 7 参考文献_ 8 7 第五章全文总结和展望8 8 5 1 结论8 8 5 2 展望8 8 附录一”8 9 附录二9 l 硕士期间发表的论文1 0 1 弱e 谢”1 0 2 l e w i s 酸催化的有机胺化反应研究 第一章文献综述 第一章文献综述 1 1 前言 有机含氮化合物广泛存在于自然界的各种生理活性天然产物中，如生物碱、激 素、抗生素和蛋白质等，是医药、农药、染料等许多化学品的重要原料和中间体【1 3 】。 其中的芳基胺类化合物，在制药、化工和材料等行业中有着非常广泛的应用【4 】。 向有机物分子中引入氨基( - n h 2 ) 生成胺的反应过程称为胺化。通过胺化反应， 可以在有机物分子中引入氨基、伯氨基、仲氨基或叔氨基，从而相应地生成伯胺、 伸胺、叔胺或季胺化合物。在精细化学品中引入氨基通常会赋予化学品新的功能， 例如，在染料生色团的邻位引入氨基可以使染料的颜色变深或变暗，同时氨基的 引入还可以改变染料的印染性能可导致化合物在可见光谱中的红移现象，这在染 料化学中具有重要意义。通常在有机分子中引入氨基将导致化合物的生理活性改 变，用做药物的胺及酰胺有很多，例如氨基比林、咖啡因潘生丁、苯海拉明、 盐酸普鲁卡因、对氨基水杨酸等。在有机合成中，有机化合物中的氨基通过重氮 化反应可以被除掉或转化为其他基团。胺类化合物还是重要的有机化工原料，由 胺可以合成农药、医药、橡胶助剂、染料及颜料、合成树脂、纺织助剂、表面活 性剂、感光材料等多种有机化工和精细化工上的原料及中间体【4 】。 制备胺类化合物的方法有很多种，一般有以下几类：c - n 化合物( 硝基化合 物、亚硝基化合物、肟、腈等) 还原法；双键、三键结构加成法：水解法；卤素、 羟基等置换法；含氮杂环合成法等等。近年来，随着有机化学的不断发展，越来 越多的新方法、新试剂被用于胺化反应，引起了化学家的广泛关注和浓厚的兴趣。 1 2 氢化胺化反应 不饱和化合物( 双键、三键) 和胺的加成反应是合成胺的一种简便方法，又称为 氢胺化反应( h y d r o a m i n a t i o n ) ，是一类形式上将氮氢键加成到碳碳不饱和键的反应。 此反应原子利用率1 0 0 ，是一类符合原子经济性和绿色化学的反应，是一类区域 选择性地形成碳氮键的重要方法和在化学和生物界都非常重要的转化过程。特别 是由于含氮化合物几乎涵盖了大部分的医药化合物及很多具有生物活性的有机分 子，因此无论在学术科研领域上还是在工业生产行业都引起了广泛关注。以下就 炔烃和烯烃的氢化胺化反应做一综述。 第一章文献综述l e w i s 酸催化的有机胺化反应研究 1 2 1烯烃分子间氢化胺化 1 9 7 1 年，c o u l s o n 5 】最早报道了用过渡金属r h ( i i i ) 的盐来催化烯烃的氢化胺 化反应，这些盐能让仲胺加成到乙烯上。例如，哌啶可以在r h c l 3 - 3 h 2 0 催化下形 成n 乙基哌啶，但是反应条件非常苛刻，需要高温和高压的反应条件。 2 0 0 0 年，j o h nf h a r t w i g l 6 】报道了钯催化的苯乙烯和芳香胺的分子间氢胺化反 应，反应在酸性条件下进行，生成马氏加成产物，当加入手性配体( 如b i n a p 等) ， 也能得到较好e e 值的产物( s c h e m e1 1 ) 。 + p ac a t h + 2 5 1 0 0 脯 s c h e m ei - 1p a l l a d i u m c a t a l y z e di n t e r m o l e c u l a rh y d r o a m m a “o no fv i n y l a r e n e s 2 0 0 1 年，w k e i m 7 报道了钉催化的乙烯分子间氢胺化反应。反应的思路是先 让钌的络合物来活化烯烃，然后用胺来进攻。用计量比的钌催化反应并得到了理 想的产率( s c h e m e1 - 2 ) 。 0 + 一一c n 弋 s c h e m e1 - 2r u t h e n i u mm e d i a t e dh y d r o a m i n a t i o no fe t h y l e n e 2 0 0 3 年，j o h nf h a r t w i g t 8 1 报道了铑催化的苯乙烯反马氏氢胺化反应，催化得 到的是反马氏的产物( s c h e m e1 - 3 ) 。 d p e p h o s 2 5 m o l f r h ( c o d ) ( d p e p h o s ) b f 4 q 却 p p h 2p p h 2 、o 0 。i u s c h e m e1 - 3r h o d i u m - c a t a l y z e da n t i m a r k o v n i k o vh y d r o a m l n a t i o no fv i n y l a r e n e s 2 0 0 4 年，d a n i e la s i n g l e t o n 报道了钯( i i ) 【9 j 催化的苯乙烯和苯胺的分子间氢胺 2 m 由 望! ! ! 璧堡些塑查垫堕垡垦查婴窒二j 堑兰苎皇坐 化反应( 配体是一种双磷化合物d p p f ) ，这个催化体系能在苯环碳上产生了离域 效应。d f ，r 计算的结果支持了氘代交换实验和离域效应( s c h e h i e1 - 4 ) 。 1 3 c k m a l 0 0 6 ( 2 0 3 0 ( 4 ) l = 泄 p d ( 0 2 c c f 3 ) 2 = = = = = = = 三 t f o h d p p f 2 i 耐眦 。 p h 人己h 。 s c h e m e1 - 4p a l l a d i u m c a t a l y z e di n t e r m o l e c u l a rh y d r o a m i n a t i o n o fv i n y i a 阳n e s 2 0 0 4 年，h n za c k e 傩砌【1 0 】报道了用t i c h 催化降冰片烯的分子间氢胺化反 应，并提出了反应机理，认为其中t i - n r 是反应中关键的中间体( s c h e m e 1 - 5 ) 。 l z t i ( n h p h h p h n h 2 s c h e m e1 5p r o p o s e dm e c h a n i s mf o rt i c l 4 - c a t a l y z e dh y d r o a m i n a t i o n r e a c t i o n so fn o 巾o m e n e 第一章文献综述 l e w i s 酸催化的有机胺化反应研究 接着2 0 0 5 年l u t za c k e 册a i l n 【1 1 1 又报道了t i c l j 4 催化苯乙烯的分子间氢胺化反 应，但这次l u t za c k e r m a n n 提到了t i c l 4 的l e w i s 酸性在起作用( s c h e m e1 - 6 ) 。 凼+ 由i 1 0 m 0 1 t i c l 4 对t h i ：i 囝 r r 旷+ 审詈节+r 旷+ 詈p + 南 矗 s c h e m e1 - 6t i c l 4 c a t a l y z e di n t e r m o l e c u l a rh y d r o a m i n a t i o n + 2 0 0 6 ：1 j z ，k i y o t o m ik a n e d a 1 2 】于艮道了用质子交换的高岭石作为催化剂催化不活 泼烯烃的分子间氢胺化反应。催化剂很容易从反应混合物中分离，而且不降低活 性能重复使用5 次( s c h e m el 一7 ) 。 v 2 r 尸酽一r 1 一 r 1 科r 2 + h o r 6 t r s r 2 r 1 一n ， - r e r 5 s e l e c t e da c c e p t o r s s c h e m e1 - 7h e t e r o g e n e o u sb r o n s t e da c i d c a t a l y z e dh y d r o a m i n a t i o n 4 l e w i s 酸催化的有机胺化反应研究 第一章文献综述 2 0 0 7 年，s v e nd o y e 1 3 】报道了m 催化的分子间氢胺化反应。脂肪族胺和烯烃在 催化量的含水h i 存在下能够生成氢胺化产物和付克产物( s c h e m el - 8 ) 。烯烃和胺的 电子效应影响了反应的效率和选择性。 r ，旷+ 审 r 1 s c h e m e1 - 8h i - c a t a l y z e dh y d r o a m l n a t i o n r 1 1 2 2烯烃分子内氢化胺化 相对于过渡金属催化的烯烃分子间的氢化胺化，分子内的氢化胺化发展的较 早，早在上世纪9 0 年代，j m a r k s 1 4 1 小组就实现了镧系金属络合物催化的烯烃分 子内氢化胺化反应，并且得到较好的e e 值( s c h e m e1 9 ) 。稀土金属化合物催化以其 较高的选择性显示出较好的实用性，可用于多环、氮杂化合物的合成。普遍接受 的机理是：碳碳重键对l n - n 的插入，接着是胺协助下快速的质子化。其中插入步 骤是决速步骤。 h 2 n 、 。也 l n f f i s m , n d m 删蹿删也 甾攀倒懒 s - ( + ) - 2 - m e t h y l p y r r o l i d i n e s c h e m e1 - 9l a n t h a n i d e - c a t a l y z e di n t r a m o l e c u l a rh y d r o a m i n a 廿o no fu n a c t i v a t e do l e f l n e 之后m o l a n d e r 1 5 1 等人也开始了类似的课题。这些镧系金属络合物能催化形成 5 、6 、7 元氮杂环，而且反应条件温和，产率高，但是，反应效率很低，大部分反 罢啪 累一纠 书 莎 第一章文献综述l e w i s 酸催化的有机胺化反应研究 应都要1 2 天才能完成，个别甚至要几天到一周。 2 0 0 4 生g ，r o s sa w i d e n h o e f e r 【1 6 】报道了p t 催化的6 或丫胺基烯烃形成氮杂环的 分子内氢化胺基化反应( s c h e m e1 - 1 0 ) 。 p t c l 2 ( c 1 - 1 2 h 2 ) 2 ( 2 5 m o l ) p p h 3 ( s m 0 1 ) p h s c h e m e1 - 1 0p l a t i n u m - c a t a l y z e di n t r a m o l e c u l a rh y d r o a m i n a t i o no fu n a c t i v a t a do l e f i n s 2 0 0 5 年，l a u r e ll s c h a f c r 1 7 】报道了用t i ( n m e 2 ) 4 来催化胺基烯烃的分子内氢化 胺基化反应，产率最高可达到9 2 。双取代的底物具有很高的反应活性。而且 t i ( n m e 2 ) 4 对活泼烯烃也很有效，这就为更复杂的氮杂环化合物的合成提供了新的 方法( s c h e m e1 - 1 1 ) 。 r 彬p h n 心 t i ( n m e 2 ) 4 5 m o i t o l u e n e , l1 0 r 1 5 制泼出 s c h e m e1 - 11i n t r a m o l e c u l a rh y d r o a m i n a t i o no fu n a c t i v e do l e f l n sw l t ht i ( n m e 2 ) 4 2 0 0 5 年，t o ml i v i n g h o u s e t l 8 1 报道了中性钪胺基络合物催化的烯烃分子内氢胺 化反应。催化活性和s c ( i i i ) 和螯合二胺的共轭作用有关，而且对生成反式- 2 ，5 - 二 取代吡咯烷也很有效( s c h e m e1 - 1 2 ) 。 ( 5 m o i ) c 6 d 6 ，6 0 ( 2 ，1 s h 9 5 ( t e = 4 9 ：1 ) s c h e m e1 12i n t r a m o l e c u l a ra l k e n eh y d r o a m i n a t i o n sc a t a l y z e db yan e u t r a ls c i ) c o m p l e x 2 0 0 6 年，y o s h i n o r iy 锄锄o t 0 【1 9 1 报道了在金催化剂的存在下，胺基连二烯能够 高产率地转化成2 。乙烯基吡咯和哌啶烷。反应条件温和。而且作为手性转移的一个 例子，胺基连二烯( 9 6 e e ) 能够以9 9 的产率转变成相应的吡咯烷( 9 4 ) ( s c h e m e 1 - 1 3 ) 。 6 l e w i s 酸催化的有机胺化反应研究第一章文献综述 c 5 h l l 9 6 e e 9 4 e e s c h e m e1 - 13g o l d - c a t a l y z e di n t r a m o l e c u l a rh y d r o a m i n a t i o no fa l l e n e s 2 0 0 6 年，c h i m i n gc h e 2 0 】报道了a u ( i ) 和三烷基磷的络合物能够在加热和微 波条件下催化不活泼烯烃的分子内氢化胺化反应，而且，这也是第一次在微波条 件下用a u ( i ) 催化的有机反应( s c h e m e1 - 1 4 ) 。 。抽批e o ( m i c r o w a v ei r r a d i a t i o n ) 争酽 n - - o , l ，2 r l = h ，e t , t b ur 2 = a r , p h c o ，t s s c h e m e1 - 1 4p h o s p h i n eg o l d ( i ) - c a t a l y z e dh y d r o a m i n a t i o no fa l k e n e s 2 0 0 6 年，f o f r e s te m i c h a e l l 2 1 1 报道了在常温下用钯催化的不活泼烯烃的分子内 氢胺化反应。他认为钯加成到烯烃上形成的甲基钯中间体非常容易进行b - h 消除， 因此需要一个三齿配体稳定甲基钯中间体，以避免进行1 3 h 消除。最后选择了一种 含磷的吡啶类三齿配体后成功验证了这一假设( s c h e m e1 1 5 ) 。 c i a g b f 4 2 t o o l c u ( o t f ) 2 ，c h 2 c 1 2 ，r o o mt e m p s c h e m e1 - 1 8p a l l a d i u m - c a t a l y z e di n t r a m o l e c u l a rh y d r o a m i n a t i o no fu n a c u v a t e da l l e n e e 最近，y a m a m o t o 课题组和h e 等课题组发现a u 化合物可用于活化c = c 键来 催化烯烃的分子内氢化胺化，接着a u 催化的分子间氢化胺化也得以实现【2 2 1 。 7 f 一 讯一 唁 c 一 的 u 一 ( 第一章文献综述l e w i s 酸催化的有机胺化反应研究 b r 册s t e d 酸催化剂催化氢化胺化同样有不错的效果。2 0 0 2 年，j o h nf h a r t w i g t 2 3 】 报道了一些在氮原子上有强吸电子基团的胺基烯烃能够在催化量三氟甲磺酸催化 下发生分子内氢胺化反应。氮杂环戊烷和氮杂环己烷都能以较好的产率得到 ( s c h e m e1 - 1 6 ) 。 p g r 2 2 0 m o l t f d h 1 0 0 ( 2 r 2r 1 s c h e m e1 16b r o n s t e da c i d - c a t a l y z e di n t r a m o l e c u l a rh y d r o a m i n a t i o n 1 2 。3炔烃的氢化胺化 炔烃的氢化胺化反应也可将其分为分子问氢化胺化和分子内氢化胺化两种方 式。 b e r g m a n 课题小组于1 9 9 2 年首次报道了热稳定的单核亚胺锆金属络合物的合 成和锆金属络合物的反应1 2 4 , 2 5 1 ，反应过程中，络合物和炔烃形成四元环过渡态 ( s c h e m e1 - 1 7 ) 。 。 c p 2 z r ( n h a 晚与芦= = c p 2 z r = n a r +ar - n h 2 a r - n h 2 s c h e m e1 - 17t h em e c h a n i s mo fh y d r o a m i n a t i o nc a t a l y z e db yc p 2 z r ( n h a r ) 2 、因而，c p 2 z r ( n n g ) 2 类型的二胺络合物成为2 ，6 一二甲苯胺和二苯乙炔反应的 催化前驱体。除了芳香族二胺锆c p 2 z r ( n h a t ) 2 外，脂肪族胺锆c p 2 z r ( n h a r ) ( r ) 也 可以转变为亚胺型锆c p 2 z r = n a r ，从而催化炔烃氢化胺化反应( s c h e m el - 1 8 ) 。 r 2 p h ，m e a 严2 ，6 - - m e 2 c 6 h 3 3t 0 0 1 c p 2 z r ( n h a r h ，n h a r 1 瓦面i 而一式r s c h e m e1 - 1 8h y d r o a m i n a t i o no fa i k y n e si nt h ep r e s e n c eo f c p 2 z r ( n h 2 ，6 - m e 2 c s h 3 ) 2 8 l e w i s 酸催化的有机胺化反应研究第一章文献综述 尽管该催化剂催化的炔烃氢化胺化反应对于底物的适用范围较窄，不能作为 一种应用广泛的合成胺类化合物的方法，但其是不饱和碳碳键氢化胺化的先驱催 化剂，为第四副族金属亚胺型络合物催化剂的发展奠定了基础。 炔烃氢化胺化反应的一个突破性进展是1 9 9 9 年d o y e 2 6 - 2 8 1 课题小组第一次成 功地将金属钛的络合物【c p z t i ( n h p h ) 2 】应用于分子间炔烃的氢化胺化反应中得 到比较好的结果。经过该小组进一步的研究发现，当用c p 2 t i m e 2 催化分子间炔烃 氢化胺化反应时，反应以甲苯做溶剂， 1 0 0o c ，反应1 8 7 2h 时，脂肪族、芳香族 伯胺都可以和对称或者是非对称取代的末端或非末端炔烃发生分子间氢化胺化反 应，反应所得胺经过进一步水解得到相应的羰基化合物或者经过l i 舢h 4 、h 2 、p v c 还原得到仲胺。从反应结果来看这似乎和b e r g r n a n 等人的实验现象相不符。但并 没有相应的文献来进行解释。 c 妒m 宅+ 删也蔫等 a r = 2 ，6 - d i m e l h y l a m i n e c p & a 1 n ，t i 、n ，( 3m o l 哟n 加 等甚7 5 纛1 5 一m i np 心c 6 d 6 ，i ，t l 2 p l j fh s c h e m e1 1 9h y d r o a m i n a t i o no f a l k y n e ec a t a l y z e db yt i t a n i u mc o m p l e x 2 0 0 5 年，d o y e 课题小组报道了用c p 2 t i m e 2 等催化剂催化炔烃氢化胺化反应 2 9 - 3 2 ，并且通过将t i ( i v ) 直接转变为t i ( i i i ) 来直接还原亚胺成伯胺，避免了以往 还需加入还原剂n a b h 3 c n 或l i a i h 4 的步骤，为炔烃氢化胺化反应及胺类化合物 的合成提供了重要的方法( s c h e m e1 - 2 0 ) 。 r 1 詈r 2 1 0 5 毛 n r 3 1 0 5 n h r 3 r 3 二n h t i ( i v ) c a t r u r 2 t i ( 意l l i ) e a tr u r 2 2 “、r 2 “、r 2 1fm e t p h s h i h 删3 霹，屹 e a t c p 2 t i m e 2 m e 2 s i , , x ，j i ： s c h e m e1 - 2 0t i ( i v ) c a t a l y z e dh y d r o a m i n a t i o n l h y d r o s i l y l a t i o ns e q u e n c e 9 第一章苎鳖簦垄 兰竺! ! 墼堡些箜查垫壁垡垦窒堑窒 _ l _ _ _ _ _ _ - l _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ - _ - _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ - - - _ _ _ _ - _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ - - _ _ - _ _ _ _ - - _ _ _ - 一一 一 2 0 0 2 年，b e l i e r 3 3 3 4 】课题小组报道了钛络合物催化的末端脂肪族炔烃和胺发生 的反马氏加成的氢化胺化反应，取得比较好的结果( s c h e m e1 - 2 1 ) 。 r - n h 22 - 5 m 0 1 c a t i + t o l u e n c e ，8 5 1 0 0 n - c 4 h 9 三三- h n r n c 4 h 9 涨+ n - c 4 h 少m c a n t i m a r k o w n i k o w m a r k o w n i k o w p r o d u c t p r o d u c t 毽u s s ；i m e 3昏n s i c a t a l y s ti s c h e m e1 - 2 1c a t a l y t i ch y d r o a m i n a t i o no f1 - h e x y 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 t so f c a t a l y s ti 催化炔烃氢化胺化反应的后过渡金属催化剂( 如a u 催化剂) 并没有得到很广泛 的发展和研究p 5 1 。 2 0 0 5 年，y u n 3 q 课题组用r u 催化剂催化苯胺和丽炔的氢化胺化反应，得到了 亚胺类产物的同时还得到了成环的喹啉类衍生物，引起了人们的浓厚兴趣( s c h e m e 1 - 2 2 ) 。 g _ m + h 亏c 如 箬 n 人 + 囟 ( 1 ：1 ) s c h e m e1 - 2 2h y d r o a m l n a t l o no fa i k y i l e 9c a t a l y z e db yr u t h e n i u mc o m p l e x 2 0 0 7 年c h e 3 7 1 课题组在a u 的金属化合物催化下胺和炔烃反应得到了不同的 喹啉类衍生物( s c h e m e1 - 2 3 ) 。 1 0 l e w i s 酸催化的有机胺化反应研究第一章文献综述 一+ g r 2 c a t5 t 0 0 1 厂= = n 丫n a u i c i c a t r l r l 1 2 4 c c 活化一氢胺化串联反应 喹啉及喹啉衍生物广泛存在于天然产物及药物q b ( s c h e m e1 - 2 4 ) 3 钔，它们在药 物化学中有着重要的作用，是一种很重要的化合物【3 9 】。由于喹啉的药理学特性， 大量喹啉类化合物已被广泛应用于药物化学中去，比如合成抗疟药、抗炎药、抗 菌药、治疗神经衰弱、治疗高血压、治疗抑郁症等等【4 0 钢。 0 。h j q u i n o l i n e 1 , 2 d i h y d r o q u i n o l i n e 喹啉1 2 一二氢喹啉 s c h e m e1 - 2 4q u i n o l i n ea n dt h eq u i n o l i n ed e d v a u v e s 目前合成喹啉的方法还不多，主要有s k r a u p 法，d o e b n e r m i l l e r 合成法和 c o m b e s 法【4 3 ，其中经典的喹啉合成法是s k r a u p 法( s c h e m e1 - 2 5 ) 4 5 1 ，是由苯胺、 甘油、硫酸和氧化剂( 如p h n 0 2 ) 生成喹啉。 9 + h 伽嵩 s c h e m e1 - 2 5q u i n o l i n es y n t h e s i sb y k r a u p ，sp r o c e d u r e 另外，喹啉也可以在过渡金属化合物的催化下由芳香胺和烯烃反应得到【4 6 , 4 7 。 也可以由芳香胺和脂肪醛在非酸性条件下合成【4 8 】。然而，所有这些合成喹啉的方 法都受制于苛刻的反应条件、低产率或是催化剂昂贵。 _ _ 。 第一章文献综述l e w i s 酸催化的有机胺化反应研究 2 0 0 2 年，i q b a l 4 9 1 课题组第一次用芳香胺芳香醛和端基炔在c u c l 催化下- 一 锅法”制备2 ，4 二取代的喹啉。 2 0 0 2 年，t h e o c l i t o u 课题组在s e ( o t 0 3 催化下，用芳香胺和酮合成了1 , 2 二氢 喹啉衍生物( s c h e m e1 - 2 6 ) 1 5 0 1 。 r 3 r q 硼：+ 0 码罟r ，m v - 斟- - 如r 2 s c h e m e1 - 2 61 , 2 d i h y d r o q u i n o l i n es y n t h e s i sc a t a l y z e db ys c ( o t f h 2 0 0 5 年，g i b b s 小组用f r i e d l a n d e r 合成法在酸碱催化下，由2 一氨基芳香酮和 含有o 【亚甲基的羰基化合物环化脱水得到一系列喹啉衍生物( s c h e m e1 - 2 7 ) 5 1 】。 y ( o t f ) 3 c h 3 c n r t r r 2 r l s c h e m e1 - 2 7s y n t h e s i so fq u i n o l i n ed e r i v a t i v e su s i n gf d e d l a n d e d sp r o c e d u r e 2 0 0 5 年，l i 课题组使用a g 催化剂催化合成了一系列喹啉衍生物( s c h e m el - 2 s ) 【5 2 1 。 + 9 c a t a g b f 4 c a t h b f 4 1 4 0 s c h e m e1 2 8s y n t h e s i so fq u i n o l i n ed e r i v a t i v e sc a = l y z e db ya gc o m p l e x 1 2 5 还原胺化反应 由醛( 或酮) 出发与胺反应，在还原剂的存在下形成胺类化合物是一种 广泛应用的合成方法，由于反应操作简单，被认为是制备二级胺、三级胺的简便 ， 方法，近来，该反应被用于组合化学引起人们的广泛关注。整个反应过程包括两 个过程：羰基化合物和胺缩合得到亚胺或亚氨基离子中间体，接着原位还原得到 烷基化的胺，该过程称为还原胺化。以下对还原胺化反应做一综述。 1 2 5 1 氢化催化 1 2 鸭 凡 l e w i s 酸催化的有机胺化反应研究 第一章文献综述 目前应用最广泛的氢化还原催化剂是p d c ，用于羰基与胺还原成新的胺类化 合物，中间过程经过亚胺，但不需分离，p d c 继续催化c = n 键氢化还原，得到胺 类化合物。但这种方法受限于分子结构中的c = c 、c n 等不饱和键，影响它的应用。 最近，b l e c h e r t 5 3 】课题组报道了多官能团化合物a 在p d c 催化条件下“一锅法 完成了双键还原、羰基还原胺化、醛基的脱保护、醛的还原胺化、苄氧羰基脱除5 步反应得到双环哌啶并吡咯啉化合物b ( s c h e m e1 - 2 9 ) 。 h p d c h 2 m e o h h c i ab 8 8 s c h e m e1 - 2 9t h ed i r e c tr e d u c t i v ea m i n a t i o nc a t a l y z e db yp d l c 除了p d c 以外，其他金属如n i 、n 等也被用于氢化胺化的催化剂。 2 0 0 5 年，n u g e n t 5 4 】等报道了烷氧基钛存在下，r a n e y - n i 催化不对称烷基酮与 ( r ) 一1 甲基苄胺( m b a ) 反应，得到立体选择性比较好的二级胺，然后p d c 催化氢 解得到旋光性较好的一级胺( s c h e m e1 - 3 0 ) 。 0 r l 儿r 2 ( r ) - m b a 。t i ( o p r - 0 4 r a n e yn i 。h 2 l r 三2 n 八r l h p d c h 2 r 2 h 2 n r ! m b a = p h c h ( n h 2 ) c h 3 s c h e m e1 - 3 0t h ed i r e c tr e d u c t i v ea m i n a t i o nc a t a l y z e db yr a n e y - n i 金属络合物在催化氢化方面具有优异的催化活性，而且比金属催化氢化具有 更好的选择性。 - 2 0 0 4 年m l d e r s s o n 【5 5 1 报道了i r 络合物催化亚胺的还原胺化反应，得到手性的 胺类化合物( s c h e m e1 ：3 1 ) 。 第一章文献综述l e w i s 酸催化的有机胺化反应研究 n 副 0 5 m 0 1 c h 2 r t c h 2 c 1 2 削肜副 + 6