论文总字数：15947字

摘 要

过渡金属催化的偶联反应是直接构建碳碳，碳杂原子的有效方法之一。在众方法中铜催化的乌尔曼反应是碳—碳偶联反应常用方法。该反应涉及C—C,C—N,C—O等的成键。本文主要研究铜催化的碳—碳偶联反应，通过优化反应条件来提高产率。

关键词：碳—碳偶联；Cu催化剂；活性亚甲基

Organic Synthesis Studies-2

Abstract

Coupling reaction catalyzed by transition metal is one of the effective methods of directly building one carbon-carbon, carbon-heteroatom construction. Ullmann reaction catalyzed by Cu is commonly used during carbon-carbon coupling reactions. The reaction involves the C—C,C—N,C—O bond, etc. We focused on the C—C coupling reaction catalyzed by Cu to achieve higher yields by the optimized conditions.

Keywords: C-C coupling; Copper catalyst ; Active methylene

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1偶联反应的概述 1

1.2 Ullmann反应简介 1

1.3 CuI／L-Proline体系催化的芳基卤化物与活性亚甲基的碳碳键偶联反应研究 4

1.4 选题的目的及意义 5

第二章 实验部分 6

2.1芳基卤代物与活性亚甲基之间的碳-碳偶联反应实验设计 6

2.2以取代卤苯与乙酰乙酸乙酯为底物对反应条件的优化 6

2.2.1反应温度对反应产率的影响 6

2.2.2反应用碱对反应产率的影响 6

2.2.3反应用溶剂对反应产率的影响 6

2.3实验步骤 7

2.3.1 以3-甲基卤苯为原料与活性亚甲基的反应 8

2.3.2 以4-乙酰基卤为原料与丙二酸二乙酯的反应 8

2.3.3 以间硝基卤苯为原料与活性亚甲基的反应 9

2.3.4 以2-卤吡啶为原料与活性亚甲基的反应 9

2.3.5 以3-卤吡啶为原料与活性亚甲基的反应 10

2.3.6 以2-卤噻吩为原料与活性亚甲基的反应 11

2.3.7 以卤萘为原料与丙二酸二乙酯的反应 11

2.3.8 以3-氰基卤苯为原料与丙二酸二乙酯的反应 12

2.3.9 以3,5-二甲基卤苯为原料与丙二酸二乙酯的反应 12

2.3.10 以3-氟甲基卤苯为原料与丙二酸二乙酯的反应 13

2.3.11 以邻甲基卤苯为原料与丙二酸二乙酯的反应 13

2.3.12 以对氟卤苯为原料与丙二酸二乙酯的反应 14

2.3.13 以邻氟卤苯为原料与丙二酸二乙酯的反应 14

2.4实验试剂及仪器 14

2.4.1实验试剂 14

2.4.2主要仪器设备 15

第三章 结论与展望 17

3.1 结论 17

3.2 展望 17

参考文献 18

致 谢 19

第一章 绪论

1.1 偶联反应的概述

金属有机化学的发展为有机合成化学提供了众多高效，高选择的方法，把有机合成技术提高到一个崭新的水平。其中，过渡金属催化的偶联反应是直接构建碳碳，碳杂原子的有效方法之一。目前，过渡金属催化的偶联反应大多以钯或镍作为催化剂^[1]由于钯催化的反应往往条件温和、速度快、产率高、副产物少，似乎它已成为偶联反应的首选金属催化剂。但是，我们必须意识到，金属铜催化剂才是偶联反应的鼻祖^[2]，铜不仅廉价而且无毒而钯作为催化剂有一定毒性,镍本身就有一定毒性。铜催化的偶联反应最早在1901年就由Ullmann所报道^[3]，是指在两个芳基片断之间形成 C-C 键的反应。随后Ullmann又于1903报道了芳基 C-N、芳基 C-O 键的形成反应^[4]，　卤代芳香族化合物与Cu共热生成联芳类化合物的反应称为Ullmann反应^[5]（图1.1）。

图1.1

1.2 Ullmann反应简介

Ullmann反应是被德国化学家乌尔曼在1903年发现的，他第一次将不活泼的芳基卤代物用于偶联反应。Goldberg Chan, Evans, Lam, Batey, Beringer, Kang, Avendano, Barton等人前前后后都对乌尔曼反应做了非常多的改进优化工作。该反应是形成芳基醚、芳基胺、芳基硫醚以及二芳基化合物的着重考虑的方法。

Ullmann反应采取价格便宜易于得到的铜试剂作为催化用剂，从而在工业上有着重大的使用意义。典型的Ullmann反应通常要求剧烈的反应条件（高于200°C），过量的Cu粉催化，而且产量不高。这些严苛的反应条件严重限制了这一反应的推广，在钯，镍等金属催化剂被发现后逐渐被快速发展的钯催化的偶联反应所取代。但是钯催化剂也有缺点，比如：毒性较大、价钱高、不稳定、以及对剧毒的有机膦配体存在依赖等，为了克服这些不足近年很多化学家对金属铜催化的偶联反应又有了兴致。

Buchwald小组，Harwting小组和马大为小组在传统乌尔曼反应中发现重大突破。他们的贡献突出在使用了恰当的配体，碱和溶剂，以便反应条件温和时就可以进行，开拓该反应形成C-C和C-杂键底物的范围和官能团的兼容性，并把这个反应从芳基化合物扩大到烯基化合物的交叉偶联。关于这方面改进的新的文献报道不断，表示这一领域已经变成最近几年的研究热点之一。有人评论Ullmann反应已经进入后乌尔曼化学纪元。^[6]

Buchwald小组^[7]发现用二甲基乙二胺这一类配体，以15mol%的CuI为催化剂，部分反应就能以99%的收率得到预期产物，有的底物在低温甚至室温条件下反应也能得到较好的效用。这与传统Ullmann反应要在200℃的苛刻条件比较绝对是巨大的进步。如以CuI为催化剂，NN-二甲基乙二胺为配体由分子内胺芳基化来进行反应。该反应能在室温下发生。(图1.2)

图1.2

马大为小组^[8]发现卤代芳烃和α-氨基酸之间偶联可得到N芳基-α-氨基酸的反应。该反应用碘化铜催化，DNA溶解，反应温和。利用这一反应他们得到了重要的医用化合物Benzolactam2V8。他们又将上述催化体系用于β-氨基酸中取得良好的结果，反应催化原理类似α-氨基酸的催化原理，此外β-氨基酸可以加速反应的进行。运用这一反应，他们完美的得到SB2214857。（图1.3）

请支付后下载全文，论文总字数：15947字