（有机化学专业论文）pph3催化联烯酸酯与活性烯烃环加成反应的研究.pdf

原创性声明 佃j删jf删、 丫b ，4 - 17 4 14 ar | l l l 5 l j i r l l 7 l l i i i 本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。 除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包畲其他人已发表 或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何 贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：差刍盗日期：皇翌! ：五：倦 本论文使用授权说明 本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可 以公布论文的全部或部分内容。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：王房导签名： t 、7 ：、导师签名缸隗勘： 上海大学理学硕士学位论文 p p h 3 催化联烯酸酯与活性烯烃环加成反 应的研究 姓名：王仁冬 导师：贾学顺教授 学科专业：有机化学 上海大学理学院 二零一零年五月 一夸一奄，牛丑月 上海大学硕士学位堡奎 ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e dt os h a n g h a iu n i v e r s i t yf o rt h e d e g r e eo f m a s t e ri ns c i e n c e p p h 3 c a t a l y z e dc y c l o a d d i t i o no f a l l e n o a t e s w i t ha c t i v eo l e f i n m d c a n d i d a t e ：r e n d o n gw a n g s u p e r v i s o r x u e s h u nj i a m a j o r ：o r g a n i cc h e m i s t r y c o l l e g eo fs c i e n c e ，s h a n g h a iu n i v e r s i t y m a y , 2 0 1 0 上海大学硕士学位论文 摘要 本论文研究了联烯酸酯参与的环加成反应及其在有机合成中应用。所做工 作如下： 1 p f h 3 催化联烯酸酯与活性烯烃的【3 + 2 】环加成反应的研究 使用氧化吲哚为母体的烯二腈作为新的亲偶极体，在p p h 3 催化下与2 ，3 丁 二烯酸乙酯反应，能够生成结构新颖的螺坏化合物。深入的研究表明该反应具 有较高的区域选择性。同时，我们还研究了电子效应和空间效应对该反应速率 和产率的影响。最终，从机理上对该反应给出了解释。 2 2 ，3 戊二烯酸乙酯与偶氮甲碱亚胺叶立德的 3 + 2 】环加成反应的研究 2 ，3 戊二烯酸乙酯与偶氮甲碱亚胺叶立德发生【3 + 2 】环加成反应，生成桥杂环 化合物。由于偶氮甲碱亚胺叶立德比较稳定，其反应是采取m i c h a e l h e n r y 途径， 因而具有几乎完全的区域选择性。 3 联烯酸酯参与的多组分反应的探索 探索使用2 ，3 丁二烯酸乙酯、邻苯二胺和芳醛为原料，一锅法合成苯并l ，5 - 二氮杂衍生物。在无催化剂情况下，联烯酸酯可以通过亲核试剂进攻启动，再 发生串联反应成环。这一探索可以拓展联烯酸酯在有机合成中应用。 关键词；联烯酸酯，环加成反应，螺环化合物，偶氮甲碱亚胺叶立德，多组 分反应 v 上海大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h i sd i s s e r t a t i o nr e p o r t e dt h e c y c l o a d d i t i o nr e a c t i o no fa l l e n o a t e sa n di t s a p p l i c a t i o ni nt h eo r g a n i cs y n t h e s i s b r i e f l yd e s c r i b ea sf o l l o w e d ： 1 p p h 3 c a t a l y z e d 【3 + 2 】c y c l o a d d i t i o no fa l l e n o a t e sw i t ha c t i v eo l e f i n o x i n d o l ed e 打v a t i v e sw e r eu s e da sn e wd i p o l a r o p h i l e as e r i e so fs p i r o c y c l e c o m p o u n d sw e r e a c h i e v e d b yt r i p h e n y l p h o s p h i n e - c a t a l y z e d 【3 + 2 】c y c l o a d d i t i o n b e t w e e na c t i v e e x o - m e t h y l e n e m a l o n o n i t r i l ea n de t h y l2 , 3 - b u t a d i e n o a t e c a r e f u l i n v e s t i g a t i o n s h o w e dt h a tt h ep r e s e n tm e t h o dh a dh i g hr e g i o n a l s e l e c t i v i t y f u r t h e r m o r e ，t h ee l e c t r o n i ca n ds p a t i a le 脏c t sa n dt h ep o s s i b l er e a c t i o nm e c h a n i s m s w e r ea l s od i s c u s s e d 2 e t h y l2 , 3 - p e n t a d i e n o a t e sa n da z o m e t h i n ei m i n e s 3 + 2 】c y c l o a d d i t i o nr e a c t i o n p r e l i m i n a r ys t u d yo f1 , 3 一d i p o l ec y c l o a d d i t i o nr e a c t i o nb e t w e e na z o m e t h i n ei m i n e s a n de t h y l2 , 3 - p e n t a d i e n o a t e s1 , 3 - d i p o l ec y c l o a d d i t i o nr e a c t i o no fa z o m e t h i n ei m i n e s w i t ha z o m e t h i n ei m i n e sa f f o r d e dt h eb r i d g e dh e t e r o c y c l i cc o m p o u n d s 3 e x p l o r a t i o no f t h ea l l e n o a t e si nm u l t i c o m p o n e n tr e a c t i o n an o v e lo n e - p o ts y n t h e s i so f1 , 5 - b e n z o d i a z e p i n e su s i n ga r o m a t i cd i a m i n e ，e t h y l 2 , 3 - b u t a d i e n o a t ea n da r o m a t i ca l d e h y d e sa ss u b s t r a t e sw a sd e v e l o p e d i nt h ea b s e n c e o fa n yc a t a l y s t s ，a l l e n o a t e se x p e r i e n c e n u c l e o p h i l i c a t t a c kf o l l o w e db yt a n d e m c y c l i z a t i o nt om a k es e v e n - m e m b e r e dr i n g s t h i ss t r a t e g yc a l le x p a n dt h ea p p l i c a t i o n o fa l l e n o a t e si no r g a n i cs y n t h e s i s k e y w o r d s ：a l l e n o a t e s ；s p i r o c y c l ec o m p o u n d s ；c y c l o a d d i t i o n r e a c t i o n s ； a z o m e t h i n ei m i n e s ；m u l t i c o m p o n e tr e a c t i o n s v i 上海大学硕士学位论文 目录 摘要v a b s t r a c t v i 第一章前言1 1 1 异构化反应1 1 2 亲核加成反应2 1 2 1a 一亲核加成反应2 1 2 21 3 一亲核加成反应5 1 2 3y 一亲核加成反应6 1 3 环加成反应7 1 3 1 碳碳双键与联烯酸酯的反应8 1 3 2 碳氮双键与联烯酸酯的反应1 3 1 3 3 碳氧双键与联烯酸酯的反应2 2 1 4 小结2 7 第二章p p h 。催化2 ，3 一丁二烯酸乙酯与活性烯烃环加成反应研究2 8 2 1 引言2 8 2 2 反应过程3 0 2 3 产物的图谱解析3 2 2 4 实验结果与讨论3 6 2 4 1 反应条件的总结3 6 2 4 1 反应结果的总结3 6 2 5 反应机理的研究3 7 2 6 小结3 8 第三章2 3 一戊二烯酸乙酯与甲亚胺亚胺的 3 + 2 环加成反应的研究3 9 3 1 引言3 9 3 2 反应过程3 9 3 3 产物的图谱解析和结构确定3 9 3 4 反应过程的拓展4 5 3 4 1 原料的制备4 5 v i i 上海大学硕士学位论文 3 4 2 反应底物的拓展4 6 3 5 实验数据4 7 3 6 实验结果与讨论5 2 3 7 反应机理的研究5 2 3 8 小结5 2 第四章联烯酸酯参与的多组分反应的探索5 3 4 1 引言5 3 4 2 反应过程5 3 4 2 1 反应过程的设计5 3 4 2 2 反应过程及结果5 4 4 3 小结5 6 第五章全文总结5 7 第六章实验部分5 8 6 1 原料的制备5 8 6 1 1 烯二腈制备5 8 6 1 2 联烯酸酯的合成6 0 6 2p p h 。催化2 ，3 一丁二烯酸乙酯与烯二腈的 3 + 2 环加成反应6 0 化合物一览表6 2 化合物结构与表征6 8 参考文献7 7 新化合物数据一览表8 2 英文缩写表8 3 作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文8 4 致谢8 5 v i i i 上海大学硕士学位论文 第一章前言 在有机合成化学不断发展的今天，从简单原料出发，合成实用、有效、多 官能团结构的化合物不但具有巨大实用价值，而且仍然面临巨大挑战。联烯酸 酯作为简单的初始原料，在有机合成中备受人们关注【l 】。用叔膦或者叔胺催化 联烯酸酯的反应，也日益受到化学家青睐。 催化反应作为一种具有高合成效率的反应，在有机合成中越来越受到化学 家的重视。有机催化剂因其种类多、高效、高选择性而成为催化反应中的一个 重要的研究热点【2 1 。它们是通过分子中所含的n ，p 等富电子中心与反应物通过 化学键或范德华力形成活化中间体参与反应，同时利用本身的结构因素来控制 产物的立体选择性。 一般而言，叔膦( 或者叔胺) 作为一种亲核性催化剂，是通过对贫电子体 系进行亲核进攻而启动反应的，并最终作为离去基团完成催化循环。因此，联 烯酸酯作为贫电子体系，经过叔膦( 或者叔胺) 亲核进攻启动的反应是一类重 要的有机催化反应【3 】。 叔膦进攻联烯酸酯产生具有偶极体形式的中间体a ，b ( s c h e m e1 1 ) ，这样 的中间体为两可离子，即它既具有亲核中心( 碳负离子) ，也具有亲电中心( 被 鳞正离子所活化的贫电子双键) 。 r b 皿 k 再j 1 3 0 e 1 1 异构化反应 圈一困 s c h e m e1 1 异构化反应是陆熙炎小组【卅和t r o s t 小组1 5 1 于上世纪九十年代各自独立发现 的，是一种合成共轭双烯的重要方法( s c h e m e1 2 ) 。 异构化历程： r 3 p 丁 r 3 p r 1 2 亲核加成反应 1 2 1a 亲核加成反应 r 2 h + t r a n s f e r r 3 r r 3 p s c h e m e1 2 0 2 r 3 r 2 卜舢s f e r 0 2 r 3 2 0 0 3 年，m i l l e r 小组以奎宁为亲核性催化剂启动2 , 3 丁二烯酸乙酯，与a , p 一 不饱和羰基化合物发生n 催化共轭加成反应( s c h e m e1 3 ) 【6 1 。 即乒r o q ( u 1i o n u m c 。l i d i i n ) e e t 0 2 c ( 1 0m o i ) p h c h 3 s c h e m e1 3 2 o 上海大学硕士学位论文 m i l l e r 通过对该反应细致的研究，发现其可能的反应机理如下( s c h e m e 1 4 ) ： 嗡c 可h 一e t o & h 岷 。n l 的0 s c h e m e1 4 m o r i t a - b a y l i s h i l l m a n 反应是生成碳碳键的一种很有效的手段川。2 0 0 9 年， m i l l e r 小组再次报道了联烯酸酯和n 酰基亚胺在吡啶丙氨酸酯催化下发生 a z a - m o r i t a - b a y l i s h i l l m a n 反应( s c h e m e1 5 ) i s 。 + o n 儿o e t 1 0m o i t a i y s t t o l u e n e ，2 30 c ，2 4 h s c h e m e1 5 o 儿 h n o e t 同年，施敏研究员也用联烯酸酯和n b o c 亚胺分别在d a b c o 和p v h 3 l e w i s 碱催化下，得到不同的a z a - m o r i t a - b a y l i s h i l l m a n 加成物( s c h e m e 1 6 ) ， o o八h 圭塑盔兰堡主兰竺鲨奎 一一- _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ - - _ _ _ _ - _ _ - _ _ _ - - - - - - _ _ _ _ _ - _ _ _ _ - - _ _ i _ - - - _ _ _ _ _ - _ _ - _ _ _ _ i _ _ - _ _ - _ - _ _ _ - - 一一 并给出了其可能的机理( s c h e m e1 7 ) 【9 1 。 hb o c 叫c o + 厂n 2 e t r p l a u s i b l er e a c t i o nm e c h a n i s m hd a b c o 叫 一 c 0 2 e t 2 l 弓 c 0 2 e t p a t h a p a t hb p p h 3 d a b c o ( 2 0m 0 1 ) c h 2 c 1 2 ，2 0h s c h e m e1 6 d a b c o 尸n r n h b o c r 2 e t r 嘞e t ，b o c n 7o e o e t ，b o c o尸n 溉吨e ll - p p h 3 。r n h b o c s c h e m e1 7 c 0 2 e t e ，b o c n 7o o e t a i d o l 反应也是形成碳碳键的一种有效手段，经常用于有机合成化学1 0 1 。 在碱性条件下，联烯酸酯和醛发生a i d o l 反应，生成联烯醇或炔醇( s c h e m e1 8 ) 【1 1 1 4 上海大学硕士学位论文 r 止2 r c h o - - _ _ _ - _ - _ _ _ - _ - t h f b a s er o h + c 0 2 e t s c h e m e1 8 r 1 2 2p 亲核加成反应 亲核试剂进攻联烯酸酯的p 位，发生亲核加成反应。当亲核试剂无质子亲 核试剂时，这类反应的主要历程是经过m i c h e a l 加成，再在发生碳负离子的重 排( s c h e m e1 9 ) 【1 2 1 。 h 叫 c 0 2 e t f 吨日一：啡。 s c h e m e1 9 当亲核试剂为质子亲核试剂时，这类反应的主要历程是经过m i c h e a l 加成， 生成d ，丫不饱和羰基化合物，该化合物不共轭的双键可以作为功能性官能团进 行下一步反应( s c h e m e1 1 0 ) 。 h 叫 c 0 2 e t n u h s c h e m e1 1 0 旷c 。2 日 2 0 0 7 年，j f l r g e r l s e n 教授，利用手性有机小分子催化剂对该类反应进一步拓 展研究( s c h e m e1 1 1 ) 【1 3 1 。 5 j ：海大学硕士学位论文 o o 八 0 2 t - b u 丌， + i c a t ( 3m 0 1 ) r o - x y l e n e c h c l 3 ( 7 ：1 ) a qk 3 p 0 4 5 0 e c i r = o e t r = h r = m er = h r = m e r = p h r 。o t - b u ，r t2h c a t ： r 1 = 1 - a d a m a n t o y l n a b h 4 ，c a c l 2 - 2 1 。c , 1 m h e ：o h - 2 0c t h e n 0 。c 。3h t 1h ： u 。 t 7 2 。a ：b = 2 ：1 s c h e m e1 1 1 + o a 8 6 e eb 。8 6 e e 1 2 3p 亲核加成反应 t r o s t 小纠1 4 1 和陆熙炎小组各自独立发现联烯酸酯在叔膦的作用下，其丫一 碳发生极性反转，从亲核性变为亲电性。亲核试剂可以为碳、氮和氧( s c h e m e 1 1 2 ) 。 - o r 玲0 2 r 1 l h l 飘q r s c h e m e1 1 2 6 上海大学硕士学位论文 最近f u 小纠1 6 1 首次报道了，在手性膦催化下，以硫醇为亲核试剂在室温 下即可发生丫亲核加成反应，生成手性硫醚试剂( s c h e m e1 1 3 ) 。这一反应条 件大大优于碳、氮和氧亲核试剂。 o e t o 八今r + h s a i k y l r a c e m i c 嘴t-but - b u 。u t a n g p h o s 5 0 h 0 2 c 卧2 m gm e t o l u e n e ，r t s c h e m e1 1 3 e t o k r - s 、 、a i i ( y l 1 3 环加成反应 1 9 9 5 年，陆熙炎小组首次报道了叔膦催化下2 , 3 丁二烯酸乙酯与活性烯烃的 【3 + 2 】环加成反应【1 7 1 ，反应及其可能的机理如下( s c h e m e 1 1 4 ) 了r r p r ac 。2 e lr p r a c 0 2 e t 弋一食0 2 e t + 2 艮 旷r 3 p r a 叩+ r 兵日 丁凡3一三2rap 7 一鱼三r 双日 2 弋 c 0 2 & k n s c h e m e1 1 4 7 o 1 上海大学硕士学位论文 从陆的反应机理中我们可以知道，叔膦进攻贫电子联烯所产生的偶极体具 有两可离子性质，可以与贫电子双键的亲偶极体发生偶极反应。我们按照碳 碳、碳氮、碳氧贫电子双键进行分类，研究一下它们与联烯酸酯在亲核性催 化剂下的环加成反应。 1 3 1 碳碳双键与联烯酸酯的反应 1 3 1 1 环外碳碳双键的a ，p 不饱和羰基化合物 环外双键有其自身的不稳定，再加上羰基对双键的共轭作用，大大提高了 碳碳双键的活性，与联烯酸酯在叔膦催化下生产螺环化合物。2 0 0 2 年，陆熙炎 小组报道了在p p h 3 催化下，联烯酸酯和2 一亚甲基一3 ，4 二氢1 一萘酮发生【3 + 2 】环 加成反应( s c h e m e1 1 5 ) i s 】，生产的螺环化合物有主次之分，说明该反应有一 定的区域选择性。在对此反应的研究基础上，2 0 0 3 年，陆小组首次报道了 ( ) - h i n e s o l ( s c h e m e1 16 ) 全合成路线【1 9 1 。 o p p h 3 t o l u e n e ，r t s c h e m e1 1 5 ( 一) - h in e s o l s c h e m e1 1 6 h m a j o r + c 0 2 e t m i n o r e t 上海大学硕士学位论文 随着手性膦试剂不断发展，2 0 0 7 年m a r i n e t t i 教授合成了手性的二茂铁手性 膦试剂，催化联烯酸酯和碳碳双键的环外烯酮反应【2 0 1 ，反应如( s c h e m e1 1 7 ) 。 当此催化剂亲核进攻联烯酸酯，生成的偶极体由于二茂铁的刚性结构，使得偶 极体在发生陆反应时，有很好的立体选择性。 c 0 2 e t + c a t ( 1 0m o l ) b r t o i u 8 e 5 n e r t 僦圳e t m s 却 c 戤 f 尸一c y 冬一 p h 8 0 e e 1 3 1 2 环内碳碳双键的伍，争不饱和羰基化合物 联烯酸酯在叔膦催化下，与环内碳碳双键的a ，p 不饱和羰基化合物发生陆 氏反应，生成桥环化合物，近年来也备受合成化学家关注。2 0 0 0 年，i s h a r 教授 报道了色烯酮与2 , 3 丁二烯酸乙酯在p p h 3 催化下，发生1 , 3 偶极反应，生成了 结构新颖的苯并吡喃酮化合物( s c h e m e1 1 8 ) 【2 n 。 弋。：c o z 日一鞍鸭日 r r = h ，c i m e + a d 吖b e n z e n e r e f l u x b s c h e m e1 1 8 2 0 0 9 年，k r i s c h e 教授将环内碳碳双键的a ，p 不饱和羰基化合物与2 ，3 一丁二 烯酸乙酯在p p h 3 催化下发生陆氏反应，应用到i n d o i dg l y c o s i d e ( + ) g e n i p o s i d e 9 一限 上海大学硕士学位论文 全合成中去( s c h e m e1 1 9 ) 2 2 1 。 c 0 2 e to 卜 o p i v p p h 3 ( 1 0t 0 0 1 ) 1 3 1 2 烯二腈化合物 p h m e ”0 0 c s c h e m e1 1 9 ( + ) - g e n i p o s i d e 2 0 0 6 年，陆小组报道了2 ，3 丁二烯酸乙酯和烯二腈在p p h 3 催化下发生陆氏 反应( s c h e m e1 2 0 ) 2 3 】。在此研究基础上，陆小组又将醛、丙二睛和2 ，3 丁二 烯酸乙酯为原料，在p p h 3 催化下一锅法反应，得到与上述反应同样的产物，产 率相当( s c h e m e1 2 1 ) 2 3 】。 = 气+ c 0 2 e t 8 6 s c h e m e1 2 1 2 0 0 8 年，陆小组对2 ( 1 苯乙基亚甲基) 丙二腈和2 ，3 丁二烯酸乙酯在p p h 3 催化下反应，不能得到上述反应产物，而得到了另外的产物( s c h e m e1 2 2 ) 【2 4 1 。 l o 一 n c ? h 3 p p h 3 弋0 2 e t + n 户p h阜 p p h 3 e t e t 0 2 c + s c h e m e1 2 2 随后，陆小组又对于这一新奇的反应，通过将甲基上的氢全部进行氘代， 再检测产物中氘代氢的位置，得出了这样反应可能的历程( s c h e m e1 2 3 ) 。 p l a u s i b l er e a c t i o nm e c h a n i s m c n 上海大学硕士学位论文 o p h 3 p 斧t 1 2 0 p h 3 p o p h 3 p s c h e m e1 2 3 e t 0 2 c p o p h a p 知c 0 a 2 日 5 e t e t 0 2 c 0 2 e t d e t 值得一提的是，2 0 0 7 年美国k w o n 小组用2 烷基2 ，3 丁二烯酸乙酯与烯二 腈在叔膦催化下没有发生陆氏反应，而发生了 4 + 2 】环加成反应【2 5 1 。a 烷基取代 的联烯酸酯在反应过程中扮演了l 4 偶极体的角色( s c h e m e1 2 4 ) 。 0 r 姒c 。2 e t a r + r c n +口o 、v 吨目儿e t 2 渊 。 9 1 多多火、，、n 匕 s c h e m e1 2 4 1 2 3 c 0 2 e t 4 c 0 2 e t 未 上海大学硕士学位论文 随后，k w o n 教授对该反应又给了反应可能的历程( s c h e m e1 2 5 ) 。 + 给c 0 2 e t l a p h a v c n c n 2 a p r 3 ( 2 0 m 0 1 ) p h b e n z e n e ，r e f l u x n + n c c 0 2 e t 4 a c 0 2 e t s c h e m e1 2 5 1 3 2 碳氮双键与联烯酸酯的反应 亚胺双键是贫电子双键的一种，为了让亚胺的电子更偏向杂原子氮，通常 在氮原子上引入吸电子基团，从而活化碳氮双键使反应更易进行。 1 3 2 1t s 亚胺与联烯酸酯的反应 1 9 9 7 年，陆小组【2 6 1 用t s 亚胺与2 ，3 丁二烯酸甲酯在p p h 3 催化下，发生l ，3 偶极环加成反应，产物再进行氧化、脱t s o h 生成吡咯( s c h e m e1 2 6 ) ，并给 出了该反应可能的机理( s c h e m e1 2 7 ) 。 n t s p p h 3 r i f r = p h e y l ，o - m e t h o x y p h e y l p - m e t h o x y p h e n y l 1 - n a p h t h y l d n n a m y l ，2 - f u r y l s c h e m e1 2 6 r 孔 以 嘞 、盯一， u 几n 一 甲眨 ， r 沁p p 眨 上海大学硕士学位论文 p l a u s i b l er e a c t i o nm e c h a n i s m s c h e m e1 2 7 2 0 0 3 年，k w o n 小组用2 甲基2 ，3 丁二烯酸乙酯与t s 亚胺在p b u 3 催化下， 发生了【4 + 2 】环加成反应2 7 1 。q 烷基取代的联烯酸酯在反应过程中扮演了1 , 4 一偶 极体的角色( s c h e m e1 2 8 ) 。 m el 。 夕c 0 2 e t 三姒c 0 2 e t + p 矜n 小 1 a 2 a p b u 3 ( 2 0m 0 1 ) p h c h 2 c 1 2 9 8 s c h e m e1 2 8 k w o n 小组，通过对a 甲基进行氘代，再检测产物中氘的位置分布，来说 明反应进行可能的历程( s t h e m e1 2 9 ) 。 1 4 p轴p以轴 1a = h 1 0 a = d 毗e j 一 5 4 r v n 、 2 r 6 h c 0 2 e t p b u a r t s 3a = h 1 1a = d s c h e m e1 2 9 i h j r 1 c 0 2 e tl 9 j 咖，1 | r t s 7 8 c 0 2 e t 2 0 0 5 年，k w o n d 、组在x 寸2 甲基2 ，3 t - - 烯酸乙酯与t s 亚胺在p b u 3 催化下， 发生了【4 + 2 】环加成反应深入研究基础之上，并将该环加成反应应用到 ( 士) a l s t o n c r i n e 和( + ) m a c r 0 1 i n e 全合成中去( s c h e m e1 3 0 ) 2 引。 h 7 a 8 e t p b u 3 e t 【4 + 2 1 h s c h e m e1 3 0 s i x ：日百i c 0 2 e t h 2 0 0 3 年，施敏小组用叔胺催化联烯酸酯与t s 亚胺反应时，得到了一些意想不 到的产物。当使用d a b c o 催化时，得到是四元氮杂环，而使用d m a p 催化时， 上海大学硕士学位论文 却得到六元氮杂环( s c h c m e1 3 1 ) ，为了解释这一现象，施敏小组也给出了反 应可能经过的历程( s c h c m e1 3 2 ) 【2 9 】。通过对d a b c o 和d m a p 催化过程比较， 我们可以看出在d m a p 催化过程中，有氮叶立德中间体生成。这主要由于d m a p 结构中的苯环能够分散负电荷，从而稳定碳正离子。 a r c h = n t s 产= # 彳 c 0 2 e t p l a u s i b l er e a c t i o nm e c h a n i s m hd a b c o 叫 c 0 2 e t a r c h = n t s d a b c o c h 2 c 1 2 ，1 0m i n s c h e m e1 3 1 ar销啡n 、h i i o a r i t s 2 、q e 2 e t 一滚嘞e t a b 幻八 e t 0 2 c 愤日一啭3 一 1 6 上海大学硕士学位论文 d m a p = = 气 c 0 2 e t t s 融釜h a r c h = n t s t s a a r c h = n t s n h t s f a r c n t s a r c 0 2 e e n t s l t s s c h e m e1 3 2 2 0 0 5 年，施敏小组例研究了水杨醛的t s 亚胺与联烯酸酯在p p h 2 m e 和d a b c o 催化下反应( s c h e m e1 3 3 ) 。在p p h 2 m e 催化下发生陆氏反应，而在d a b c o 催化 下发生d o m i n o 反应，最终生成了多官能团化的色烯。施敏小组并给出了可能的 反应历程，来解释得到的产物( s c h e m e1 3 4 ) 。 l a p p h 2 m e t h f ，r t d a b c o t h f ，r t s c h e m e1 3 3 1 7 n h t s 4 a e t 0 2 e t 上海大学硕士学位论文 p l a u s i b l er e a c t i o nm e c h a n i s m p h o s p h i n e c a t a l y z e dp a t h w a y a m i n e - c a t a l y z e dp a t h w a y r e f e r e n c e 卜ei c 0 2 b - 1 啪c 。 p o ；r _ e t 。j ! 支曼l 卜t 。 h e t o hli 哟 。一 olr 。 p r 3 6少p r 3 l l c y c l o a d d i t i o n l h * t r a n s f e r o 卜 h o n r 1 1 h o n r 1 a im i c h a e ia d d i t i o n i m a n n i c hr e a c t i o n n h t s n t s 1 0 h + t r a n s f e ra n d e l i m i n a t i o n d a b c o s c h e m e1 3 4 1 8 4 a 0 2 e t i 。气 广l广l n b 讲 m “u 2 c p m p 日 一 。卜 上海大学硕士学位论文 1 3 2 2 其他贫电子亚胺与联烯酸酯的反应 2 0 0 0 年，i s h a r 教授报道了4 氧代色烯3 甲醛与2 ，3 丁二烯酸乙酯在p p h 3 催化 下，发生1 ，3 偶极反应，生成了结构新颖的苯并吡喃酮化合物；当底物换成4 氧代 色烯3 亚胺时，不能得到1 ，3 偶极反应的产物，而是另外的产物( s c h e m e1 3 5 ) 。 为了解释得到的产物，i s h a r 教授从反应可能的机理上作了详细合理的推导 ( s c h 锄e 】3 6 ) 2 1 1 。 r r r x 。 x = 0 r p p h 3 = = | e ； c o ，e t o r s c h e m e1 3 5 、q 9 溉啡t 一溉唧 a o r b r 日 r r p s h 眦 e。f 5 s c h e m e1 3 6 1 9 上海大学硕士学位论文 值得一提的是，2 0 0 8 年，黄有教授以水杨基硫膦亚胺为底物，在双官能团的 l b b a 1 催化下与2 ，3 丁二烯酸酯发生d o m i n o 反应，生成只有顺的2 ，3 - 二氢苯并呋 喃产物( s c h e m e1 3 7 ) 3 1 】。 s c h e m e1 3 7 为了解释得到的产物，黄有教授推测了反应可能进行的历程：l b b a 1 的膦 端催化联烯酸酯，而氢端与底物的氮原子之间形成氢键，发生 a z a - m o r i t a - b a y l i s h i l l m a n 反应，经过质子转移，发生咖驴l u n g 加成反应，再经质 子转移，脱催化剂得到产物，并实现了催化过程( s c h e m e1 3 8 ) 。 阳弼 b u m 倒呻g 利黼l s c h e m e1 3 8 ， 删乎一 0 e q h ，n上 o h p 叮 ! s 善 “ 搬 上海大学硕士学位论文 同年，黄有教授还是以水杨基硫膦亚胺为底物，在p p h 3 催化下与2 ，3 戊二烯 酸酯发生d o m i n o 反应，得到了色烯衍生物( s c h e m e1 3 9 ) 3 2 】。黄有教授也给出了 可能的反应历程( s c h e m e1 4 0 ) 。从反应机理中可以看出，由于底物亚胺的空间 位阻较大，阻碍了a 中间体对其进攻，而b 对其进攻不受太大影响，从而形成了 中间体c ，再经过一些反应过程，最终生成了色烯衍生物。 r必1忡卧2 + 、邮：罴 r 1 - o h 3 ，b r ，c i ，c h 3 0 ，h 。习习 c 0 2 e t y p p h 3 2 s c h e m e1 4 0 2 l c 0 2 e t s ) h * t r a n s t e r 1 3 3 碳氧双键与联烯酸酯的反应 2 0 0 5 年，美国k w o n 小组以醛为亲偶极体，使用亲核性更强的p m e 3 为催 化剂，发生的是一分子联烯酸酯与两分子醛的【2 + 2 + 2 环化反应( s c h e m e1 4 1 ) 3 3 1 0 c 0 2 吖+ 1 a r c h o 2 p m e 3 ( 2 0m 0 1 ) c h c l 3 r ta r 4 7 9 9 y i e l d e x c l u s i v e l yd s e z = 2 0 ：1 - 4 ：1 s c h e m e1 4 1 o hoo a r 人八八c o ：吖 1 1 9 6 y i e l d a r = 3 - c h l o r o p h e n y l 为了解释得到的产物，k w o n 小组从反应机理上给出了解释( s c h e m e1 4 2 ) 。 a r 埝。2 卜浍0 2 r l a r c h o 2 r o 人o c 。2 r 人式 p m e 3 降水 8 嘞竹 s c h e m e1 4 2 3 c 0 2 r a r a c 0 2 r 嗡 9 同年，k w o n 小组仍然以醛为亲偶极体，但使用了用空间位阻大的叔膦为 催化剂，与2 , 3 丁二烯酸乙酯反应，得到了2 吡喃酮( s c h e m e1 4 3 ) p 4 。 上海大学硕士学位论文一一 p r 3 ( 1 0m 0 1 ) - - - - - - - - - - - - - 卜 c h c l 3 ，6 00 c r 1 - a r y l a l k y l r = i s o p r o p y l 。c y c l o p e n t y l ，c y c l o h e x y l s c h e m e1 4 3 k w o n 小组给出了该反应可能的历程如下( s c h e m e1 4 4 ) 。 0 2 e 除r c 0 2 r 是 y + 。占r 3 r 1 c h o 7 56 r r 9 l f r 1 2 1 5 s c h e m e1 4 4 o h + t r a n s f e r l h + t 衙1 6 o a r _ e t o h 上海大学硕士学位论文 2 0 0 7 年，k w o n 小组还是以醛为亲偶极体，仍然使用亲核性更强的p m e 3 为催化剂，并加入甲醇作为助催化剂，得到了多取代的2 一吡喃酮( s c h e m e1 4 5 ) 【3 5 】 o a r c h o + 今c 0 2 m e p m e 3 ( 2 5m 0 1 ) m e o h ( 2 0e q u i v ) n - b u l i ( 1 0e q u i v )a r c h 2 c 1 2 。3 0m i n ，r t s c h e m e1 4 5 o o m e 纵观，k w o n 小组对叔膦催化2 ，3 丁二烯酸酯和醛的反应研究( s c h e m e1 4 6 ) 表明：当使用空间位阻小的叔膦亲核进攻联烯酸酯，生成反式鳞离子二烯酸酯 2 是有利的，因为2 结构中存在鳞离子中心与部分阴离子化的羰基之间存在稳 定的库仑作用。2 与一分子醛发生a l d o l 反应，生成内鳞盐z 型3 ，再与一分 子醛反应，紧接着6 - e x o 环加成反应，生成只有顺式1 ，3 二氧六环。但是，当 使用空间位阻大的叔膦亲核进攻联烯酸酯，此时反式鳞离子二烯酸酯2 向顺式 鳞离子二烯酸酯2 转化。2 再与一分子醛发生a l d o l 反应，生成e 型的b 鳞离 子烯酸酯3 。当r