论文总字数：27195字

摘 要

吡啶类衍生物广泛存在于化工、农药、材料科学、医学等诸多研究领域，在药物中引入吡啶环对于药物的选择性与利用度、脂溶性与水溶性都有很大作用。正因为如此，吡啶类衍生物的合成方法一直以来都是有机合成化学家们的研究热点。不饱和酮肟酯作为构建C-N键常用的一类反应中间体，被众多研究者用来合成吡啶类衍生物，常见的合成方法主要是涉及过渡金属催化，这是因为酮肟酯化合物可以被过渡金属催化生成相应的金属络合物（如铜络合物、钯络合物、铑络合物等等）或者自由基中间体，进而实现多种含氮杂环骨架的合成。在众多的金属催化剂中，金属铜催化剂具有价格低廉、低毒和反应条件温和等特点，受到有机合成者的青睐。依据前人的工作，本论文研究并发展了一种铜催化α,β-不饱和酮肟醋酸酯合成吡啶类衍生物的方法。主要分为以下三个部分：

（1）文献综述，对近年来肟酯合成吡啶类衍生物的相关工作进行了概括和总结

（2）实验部分，分为原料不饱和肟酯的制备和多取代吡啶类衍生物的制备

（3）特征性产物的表征数据

关键词：不饱和酮肟酯；铜催化剂；吡啶类衍生物

ABSTRACT

Pyridine derivatives widely exist in many research fields such as chemical industry, pesticides, material science, medicine, etc. The introduction of pyridine ring in drugs has a great effect on the selectivity and availability of drugs, fat solubility and water solubility. Because of this, the synthesis method of pyridine derivatives has always been a research hotspot of organic synthetic chemists. Unsaturated ketoxime esters are a type of reaction intermediate commonly used in the construction of CN bonds, and are used by many researchers to synthesize pyridine derivatives. The common synthesis methods mainly involve transition metal catalysis, because ketoxime ester compounds can be transitioned Metal catalyzes the formation of corresponding metal complexes (such as copper complexes, palladium complexes, rhodium complexes, etc.) or free radical intermediates, and then realizes the synthesis of various nitrogen-containing heterocyclic skeletons. Among the many metal catalysts, the metal copper catalyst has the characteristics of low price, low toxicity and mild reaction conditions, and is favored by organic synthesizers. Based on previous work, this paper studies and develops a copper-catalyzed method for the synthesis of pyridine derivatives from α, β-unsaturated ketoxime acetate. It is mainly divided into the following three parts:

(1) Literature review, summarizing and summarizing recent work related to the synthesis of pyridine derivatives from oxime esters

(2) The experimental part is divided into the preparation of raw material unsaturated oxime esters and the preparation of polysubstituted pyridine derivatives

(3) Characterization data of characteristic products

KEYWORDS: Unsaturated ester; Copper catalyst; Nitrogen-containing compounds

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2 铜催化肟酯合成吡啶衍生物的研究进展 1

1.3 其他金属催化肟酯生成吡啶衍生物的进展 4

1.4 本课题研究的目的 5

第二章 实验部分 7

2.1 实验试剂和仪器 7

2.2 原料合成 8

2.2.1 α,β-不饱和酮的制备: 8

2.2.2 α,β-不饱和肟的制备: 9

2.2.3 α,β-不饱和酮肟酯的制备: 9

2.3 反应条件的优化 10

2.4 反应底物的扩展 11

2.5 吡啶类衍生物的合成及结构表征 12

第三章 结果与讨论 14

3.1产物谱图数据 14

第四章 总结 17

参考文献 18

致谢 21

第一章 绪论

1.1引言

众所周知,自然界中普遍存在许多与生物活性存在着密切联系各种各样的含氮杂环化合物,例如组成细胞的必须物质核酸、二战拯救大量受伤士兵的抗生素和与生物息息相关的生物碱等^[1]。除了这些天然存在于自然界中的物质外,还有大量人工合成的，人们还用一系列的化学手段合成了多种多样具有多种功能作用的含氮杂环化合物,在医学，农药，化工等方面取得了进步，它们当中，可以在药物分子方面上作为中间体、农业上的除草剂、杀虫剂等,不仅应用广泛而且作用十分显著^[2]。这说明合成含氮化合物的对社会发展的重要性和必要性。吡啶类衍生物作为一类重要的含氮杂环化合物，同样有潜在的应用价值和广阔的发展前景，特别是在医学上它是合成许多药物分子不可或缺的中间体，对药物合成有至关重要的意义^[3]，吡啶还作为作变性剂、消毒剂、粘合剂、炸药的起始物^[4]，除此之外其催化作用，可缓蚀金属，吡啶与我们的生活息息相关，我们生活中香烟中的尼古丁，以及抗喘药，神经胆碱药品等等都有吡啶^[5]，此外，有抗凋亡、抗真菌功能也是一些吡啶衍生物的功能，并且吡啶衍生物在材料科学领域中也有广泛的应用^[6]。

近几年，酮肟酯化合物在合成吡啶衍生物上展现了巨大的潜力，这主要得益于它N-O键的特性^[7]，因为在反应过程中N-O键断裂吸收的能力远远小于C-C、C-N、C-O键断裂所需能量，因此被众多科研工作者用来构筑新的C-N键，形成了各种含氮杂环^[8]。 过渡金属（Cu、Pd、Rh、Ru等）^[8]催化是酮肟酯生成吡啶类衍生物常用的方法，在过去的一段时间里，对于这一方法的研究已有很多文献报道,但由于吡啶类衍生物在各个领域都被广泛应用并且具有重要的研究价值，所以探索更加绿色环保、高效、经济、实用的合成方法来合成吡啶类衍生物，依旧是众多科研工作者主要的研究方向。

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