临时导向基团导向的C(sp2)-H活化合成苯磺酰胺衍生物开题报告
2020-04-26 11:51:04
1. 研究目的与意义(文献综述)
在简单分子中活化碳氢键具有形成增强功能性分子的作用,它可以用相对简单的前体构建复杂的结构基元[1]。但碳氢键的惰性使得其活化并不易进行[2]。临时导向基团策略是一种碳氢键活化的有效方法。临时导向基团是在反应过程中很弱的导向基团与某些配体结合,在原位临时生成一个导向基团,生成的导向基团与过渡金属和导向基团及其邻位碳氢键形成环过渡金属中间体,活化邻位碳氢键,再通过级联反应实现邻位碳氢键官能团化,最后配体与弱导向基团分离,还原为底物本身结构[3,4]。因此,临时导向基团方法是一种快速构建弱导向基团邻位碳氢键官能团化合物骨架的简便方法。murai及其同事的开创性工作为过渡金属催化的,用各种导向基团进行的直接碳氢键官能化提供了一个直接的用于区域选择性形成碳碳和碳-杂原子键的工具[5]。各种强配位基团(包括硫代,吡啶基,氨基或酰胺基团)已被广泛用于螯合辅助的碳氢键活化,但是仅使用弱配位基团(如醛基)的底物并不太成功[6]。主要是由于醛基相较于其他导向基团的弱导向能力,以及对氧化剂的敏感性,在反应过程中很容易被氧化成羧基或者被破坏掉等。直到2016年初余金权课题组首次报道了利用天然氨基酸作为配体与醛基结合形成亚胺作为临时导向基[7],该方法pd(oac)2为催化剂,agtfa为氧化剂,实现了苯甲醛邻位c(sp3)-h芳基化。该方法的巧妙之处在于利用廉价的氨基酸作为配体与苯甲醛醛基结合,使弱导向基团原位生成了较强导向基团,一步实现弱导向基团的邻位c(sp3)-h键芳基化,反应过程避免了配体的预安装和反应后配体的移除这两个步骤。受此启发,同在2016年,胡立宏等人用乙酰肼与苯甲醛生成乙酰腙作为临时导向基团[8]。葛海波课题组同样利用氨基酸作为配体与脂肪醛生成临时导向基团,在n2保护条件下实现了脂肪醛c(sp3)-h键芳基化[9]。接下来,葛海波课题组反向思考,创造性地以乙醛酸作为配体使醛基与脂肪伯胺生成临时导向基团实现了脂肪伯胺 γ 位 c(sp3)-h 键芳基化[10].
邻氨基苯甲醛是很多天然产物、药物和有机物的合成的基石,用临时导向基团策略实现其合成具有重要意义。在过去的几年中,chang等人开创了金属催化基团导向的芳烃与有机叠氮化物的邻位c(sp2)-h键胺化[11,12],为合成具有邻位酰胺或磺酰胺基团的化合物提供了一种有效方案。在此之后,人们利用包括亚胺,酮,酯,羧酸和酰胺等一系列导向基团在各种金属催化下成功实现了邻位c(sp2)-h键胺化。然而,醛基导向的苯甲醛邻位c-h键酰胺化仍然具有挑战性,因此探索一种利用弱导向基团实现邻位c(sp2)-h键胺化具有重要意义。最近,shi报道了铱催化的使用预先行成的亚胺或苯胺衍生物作为临时导向基团的苯甲醛与芳基磺酰基叠氮化物的邻位c(sp2)-h键酰胺化反应[13],jinwoo kim 和 sukbok chang报道了一种铱催化的采用弱导向基团酯基、醛基导向的邻位c(sp2)-h键酰胺化反应[14](如下图一所示:)
2. 研究的基本内容与方案
(1)基本内容、目标
基本内容:①反应设计。选择合适的催化剂、氮源、溶剂及各种催化剂并确定其用量;
②进行反应对产物进行分离;
3. 研究计划与安排
2018.01.03-2018.02.20 查阅大量有关临时导向基团导向的c(sp2)-h活化合成苯磺酰胺衍生物的中英文文献, 记录与自己实验有关的相关实验路线和实验参数,翻译一篇相关的英文文献,同时整 理出该课题的大致实验方案;
2018.02.21-2018.03.05 通过查阅文献设计出临时导向基团导向的c(sp2)-h活化合成苯磺酰胺衍生物的实验方 案,结合自己的实验方案,购置相关的实验原料和测试设备;
2018.03.06-2018.04.05 进行临时导向基团导向的c(sp2)-h活化合成苯磺酰胺衍生物的合成实验,设计实验变 量的具体参数做变量探究实验;
4. 参考文献(12篇以上)
[1]a.e. shilov, g.b. shul'pin, activation and catalytic reactions ofsaturated hydrocarbons in the presence of metal complexes, kluwer academicpublishers, dordrecht, 2000;
[2] muhammad s. khan , ashanul haque , mohammed k. al-suti , paul r.raithby,recent advances in theapplication of group-10 transition metal based catalysts in ceh activation andfunctionalization,journalof organometallic chemistry 793 (2015) 114e133
[3]刘希海.临时导向基团导向的 c(sp2)-h 活化:邻氯苯甲醛的合成及其衍生化。武汉理工大学硕士论文。