摘 要

以氯化钯为催化剂，三苯基膦为配体，对甲苯磺酸为助催化剂，通过2,5-二氢呋喃与芳香胺、一氧化碳的氢氨羰基化反应，合成了一系列四氢呋喃-3-甲酸类化合物。同时考察了不同芳香胺作为底物的适应性，当苯胺上的取代基为烷基，卤素以及硝基时，均能得到四氢呋喃-3-甲酸类衍生物，收率为54.3%~93.2%。该方法原料容易获得，原子利用率较高，为合成四氢呋喃3-甲酰胺类衍化合物提供了一种高效合成途径。

关键词：钯催化 芳香胺 2,5-二氢呋喃 四氢呋喃-3-甲酰胺 氢氨羰基化

Palladium Catalyzed Aminocarbonylation of 2,5-Dihydrofuran

Abstract

A series of tetrahydrofuran-3-formamides were synthesized via the hydroaminocarbonylation of 2,5-dihydrofuran with aromatic amines and carbon monoxide using palladium chloride as the catalyst, triphenylphosphine as the ligand and p-toluenesulfonic acid as the co-catalyst. When various aromatic amines were checked, substituents on the benzene ring, such as alkyl, halogenand nitro groups, exhibited good flexibility to offer the corresponding tetrahydrofuran-3-formamides in yields of 54.3% to 93.2，%.This method provides an efficient and atom-economic way for the synthesis of tetrahydrofuran-3-formic acid derivatives from easily-accessible materials.

Key words: palladium catalysis; arylamine;2,5-dihydrofuran; tetrahydrofuran-3-formamides; hydroaminocarbonylation

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 综述 1

1.1四氢呋喃类 1

1.2酰胺类化合物 1

1.2.1由醇合成酰胺 1

1.2.2由醛酮合成酰胺 2

1.2.3由酯合成酰胺 2

1.2.4由腈合成酰胺 2

1.2.5由酰卤合成酰胺 3

1.2.6由肟合成酰胺 3

1.3目的及意义 3

第二章 实验部分 4

2.1 试剂与仪器 4

2.2 反应步骤 4

第三章 实验结果与分析 6

3.1 催化剂的选择 6

3.2 酸及其用量对反应收率的影响 6

3.3反应温度及压力对收率的影响 7

3.4反应机理 8

3.5讨论 9

3.5.1苯胺 9

3.5.2 CO的作用 10

3.5.3三苯基膦的作用 10

3.5.4酸的作用 10

第四章 结 论 11

参考文献 12

第一章 综述

1.1四氢呋喃类

四氢呋喃环广泛的存在于我们常见的天然产物中，其具有较高的生物活性，因此在医药以及高效农药的合成中被较多的使用。比如吉西他滨，是一种具有较高活性抗癌药物，它含有一个四氢呋喃环，环上可以有多种取代基去改善药物的各方面性质；四氢呋喃环不仅被用于抗癌药物，同样的其在农药的结构设计方面也具有非常重要的作用。比如呋虫胺，一种高效杀虫剂，用四氢呋喃环替换烟碱类杀虫剂中的吡啶、噻唑片段，同时由于它也不含卤族元素，在生物活性方面也更具优势，杀虫谱更广。

四氢呋喃-3-甲酸及其衍生物四氢呋喃-3-甲酰胺、四氢呋喃-3-甲腈等不仅为农药、医药等分子设计提供了一类具有探索意义的模块，在工业上也有着实际的用途。比如呋虫胺的中间体四氢呋喃-3-甲胺，通过上述中间体利用经典反应即可方便地进行合成。3位四氢呋喃衍生物的传统合成方法需要由链状分子进行关环，反应步骤多，不具备原子经济性，环保风险大，导致其工业化应用受到局限。2，5-二氢呋喃的氢甲酰化反应是一种极具原子经济性的合成3位四氢呋喃衍生物的途径，具有收率高，副产物少等优点

1.2酰胺类化合物

酰胺类化合物是一种具有生物活性的比较常见的天然有机化合物，在有机合成中我们经常会遇到。据不完全统计，酰胺类的药物约占总药物的四分之一。可见酰胺类化合物是多么的重要。即使是在日常的生活中我们也能经常遇到。如很多绳子、衣服就是尼龙66材料，而尼龙66就是由大量的酰胺键组成的高分子。

人们基本生活离不开粮食，酰胺类化合物在农业生产中同样应用广泛，如杀虫剂，除草剂，杀菌剂等等。这些农药很多都是酰胺类化合物或者是含有一个或多个酰胺化学键。如虫酰胺、氟虫双酰胺等

合成酰胺类化合物有很多经典的方法，如酸和胺反应，酰卤和胺反应等等，这些反应应用面较窄，且有较多酸碱生成腐蚀设备，对环境造成危害，原子经济性低，不符合化学的可持续发展。后来也有些酶催化，但是酶的活性受反应条件影响，且酶催化不够广谱，只能催化特定的一些产物，这就使得酶催化生产酰胺类化合物没有推广开来。

1.2.1由醇合成酰胺

醇合成酰胺,是醇类物质和氧化剂反应生成醛，反应生成的这些醛会和催化剂作用形成中间体,最后才是和胺反应生成酰胺。这类催化剂大多是铜铁类的物质。此类反应一般需要使用酸或碱类物质，反应收率较高，对环境会造成不小的危害。据报道，在2013年，就有课题组提出使用硝酸铁催化醇生成酰胺，反应以氧气为催化剂，把醇氧化成为醛，醛在过氧酸和催化剂作用下形成中间体，最后和胺反应生成酰胺，不足之处是反应对环境有一定污染，对人体也有一定的危害。

另外也有报道使用醇和无机氨作底物，双氧水作为氧化剂，碘单质作为催化剂。但是如果醇上连有吸电子基时，反应产率较低。首先醇和氨水在催化剂作用下生成腈，腈在和氧化剂双氧水在碱性条件下反应生成酰胺。反应收率一般，底物较便宜，使用了碱性物质，对于仪器设备会有一定的腐蚀。

1.2.2由醛酮合成酰胺

由醛酮合成酰胺，和醇合成酰胺较相似，少了一步把醇氧化成醛的过程，其中醇氧化成醛的过程是速率相对较慢的步骤，而醛酮和胺反应，在催化剂作用下反应较快，反应同样需要在酸性或者碱性的条件下反应，需要过氧酸作为氧化剂。在2006年，有文献报道说在碱性条件下，醛和胺会发生反应，使用的催化剂为铜类催化剂。虽然反应较快，收率较高，但和醇合成酰胺比较仍然没有本质的改变，且反应底物都不便宜，这增加了工业化生产的成本。

在2009年，Wu等利用醛或酮在碘单质作用下和氨水反应，也生成酰胺，反应体系使用水作溶剂，减少了成本，且水量多随处都可以获得，与有机溶剂比较有很多优势。反应产率较好，能够放大反应，这有利于工程化应用，但是底物的范围较窄。