【毕业学位论文】（Word原稿）钯催化的C−H活化合成苯并异噁唑酮的研究

兰州大学硕士研究生学位论文 钯催化的 C1 第一章 言 金属 有机化合物催化的许多反应 既 具有高度的选择性 ，也 拥有良好的原子经济性 1 在 过渡金属催化的有机 合成 化学 反应中 ， 由于 钯 表现出 独特的催化特性 和 较强的底物官能团兼容性 ，所以 受到很多 有机合成 化学研究工作者的 高度 重视 。 正是因为 钯 催化的 这些 反应 特性 ， 促使 作为催化剂的 钯 是目前过渡金属研究中发展最为迅猛的 过渡 金属之一 5 碳 CH)键广泛 的 存在于各种有机化合物 结构 当中 (如简单的碳氢化合物、复杂有机分子、生物体内组织 、 工业多聚物材料等 )8， 并且 由于 碳氢 化合物是石油、天然气等 能量来源物质 的主要成分，很久以来一直被 应用于工业原料或能量来源，所以 通过直接活化和诱导 CH 键形成新的官能团 ，这 是一 种 极具吸引力的反应策略 。 总结 该 方法 的 有机 化学合成 ，我们 可以 发现该方法可以简化原料、缩短反应流程，能够实现常规方法难以制备的目标产物。这 是 一种 经济、简洁 和 高效的 合成 途径，符合 了 现代绿色合成化学的发展 需求和 趋势 ， 近年来已发展成有机 合成 化学 研究中最活跃的 领域之一 。 在研究 CH 键 的活化中，我们 根据所连接碳原子杂化程度的不同 ， 涉及到三种 不同杂化态碳原子 的 CH 键 ， 即 H、 H 和 H。 对于 由于其 中 碳 原子 是 电子饱和 的 ， CH 键的键 能 很高， 十分 的 稳定， CH 键用通常的实验方法很难使其有选择 性 的活化 。 对于 H 键 ，其中都含有 不饱和 碳原子 的 CH 键 ， 比较容易活化。我们 可以 把不饱和 碳原子 的 CH 键分为链状不饱和烃 的 CH 键和芳香环 上 的 CH 键两种 。 在 链状 不饱和的烯烃 和炔烃中 ， 含有碳碳重键， CH 键 的键 能较低，很容易进行 化学 反应 ， 因此对这类键的活化已经有 很 长的研究历史 了 。 对于不饱和的 芳香化合物 ，在 自然界中 的数目 比较 庞大 ， 虽然 含有高度不饱 和的碳架结构，但由于 共轭芳香环 所具有 的稳定化作用，使得芳 香 环上的 CH 键 具有 独特的反应活性，受到有机化学合成工作者 的 高度重视 。 在上个世纪 60 年代 ,人们就已经发现过渡金属 化剂可以与 CH 键发生化学反应生成 C ,这一步称之为 CH 键的活化。由于 C反应活性比CH 键要高很多 , 所以 CH 键活化 就可 在很温和的条件下转化为其它基团 ， 从兰州大学硕士研究生学位论文 钯催化的 C2 而缩短了反应步骤，提高了反应效率。因此通过 CH 键的活化发展生成 CC、CN 键的有机合成方法学一直以来受到有机化学家们的广泛关注。 CH 键在有机分子的骨架中几 乎无处不在 ， 那么金属 催化剂参与反应时 ， 到底会与 有机分子中的 哪一个 CH 键反应 ， 这就体现了反应的区域选择性 。如果 在 复杂的 一个 分子中含有一个具有定位作用的基团即导向基团 ， 使得 其中 某个位置的 C化 作用 ,从而在这个位置上引入合适的基团 ,达到了官能团化的目的 ,这 正是 体现 出 了 CH 键活化的区域选择性 。 根据 活化CH 键的过程 当中 有无分子内基团辅助来区别，我们可以分成“导向”和“非导向”的 CH 键 活化。 我们课题组主要研究 的 内容是 有 导向基团的 化 的CH 键 活 化的反应 。 在 化的 CH 键官能团化的反应中 ， CC 键的生成是目前研究最为广泛的一个方面 。 在上世纪六十年代 应诞生的几乎同时，氧化 应也被 现。 在 1967 年 ， 首例氧化 应 是由 题组 开始研究的 9。 此研究 报道了 苯和苯乙烯在 催化作用下 ，使用 或者 化剂 ， 发生 苯环 H 键的烯基化反应 (图 1 图 1氧化型的 应中， 作者 提出了 这样 一个反应机理 ，见 图 1认为在这个反应过程中经历了 催化循 环。 首先 ， 醋酸 钯 和 芳烃 发生 反应 ，插入到 CH 键中 ,生成 一个含 钯 的 d(间体 ， 活化了 CH 键 。 之后，经历 d(烯烃的插入和 氢消除得到产物 ， 同时 化合价由 还原 成 0 价 。 最后 0 价的 钯 被氧化剂氧化又 得到 I)，参与到反应中去 。 通过 上述 这个 碳氢活化 反应我们知道， 当有取代的芳烃作为反应原料时 ， 苯环上 就含 有多个不一样的 H， 这样 就 容易生成多种 反应 产物 ,而不能得到单一的反应 产物 。这就涉及到 区域选择性 的问题。 兰州大学硕士研究生学位论文 钯催化的 C3 图 1述的 这 个 区域选择性 问题受到了很多科学家的高度重视 ， 在 1998 年 ，题组 10研究 报道了 在芳烃上引入定位基团 ， 通过 这个定位基团，就可以 区域选择性 的活化芳香环上的 CH 键 ， 这 是一个很有效的解决方法 。 该研究方法的具体条件如下， 用 羧 酸作为 导向 基团 ， 通过 金属 催化作用 和醋酸铜的氧化作用，在 剂中，温度 120 ，反应 7 个小时， 在 羧 酸的邻位 成 图 1的 引入丙烯酸 酯。最后生成的环状产物是由于引入烯烃以后， 还能够继续 与羧酸 发生 反应 ,所以最终结果 得到一个含有内 酯 结构的环状产物 (图 1 他们 还 继续 研究 了 以 苯磺 酰 胺 作为导向基的反应，通过实验可以得出，这个反应过程和使用苯甲酸作为导向基的反应过程一样。以 苯磺 酰 胺 作为导向基，在烯烃的选择上也比较广泛，如 丙烯酸 酯、丙烯腈和 丙烯 酰 胺 都可以 发生烯基化 的兰州大学硕士研究生学位论文 钯催化的 C4 反应 (图 110。 通过 尝试反应条件，我们 发现 向 这个反应中 加入一定量的碱 ，如 能够 很 明显 地 提高 反应 产率 。 另外一点是 该反应在室温条件下 ， 几乎能定量得到目标产物 。 图 1-4 题组 11 在 2002 年 报道了 利用乙 酰 苯胺作为 导向 基团 ， 活化邻位的 CH 键 ，与烯烃发生 反应 (图 1 从下面的反应可以看出，所需要的条件十分 温和 ,只用 2 催化量的 就能 够 得到 72%的产率 。 题组 在研究该 反应中还加入了 1 苯醌 ,以及 5 甲基苯磺酸 (实验 研究 结果 表明 苯醌 对于 CC 的生成起着决定性的作用 ， 而 该反应中促 使反应朝着有利的方向进行 。 图 1 2004 年 究 组 12提出 了 N丙基 苄 胺在甲苯溶液中 的反应 ， 反应的条件是， 加入 5 和 0.5 u(， 同时通入 体 ,在 120 温度下，反应 2 个小时， 最后高产率地得到了苯并五元环的内 酰 胺结构 (图1 实验研究 结果 证明在这个 反应 中 是 作为共氧化剂 参与 到 反应 中 的 。 兰州大学硕士研究生学位论文 钯催化的 C5 图 1 2004 年以来，科学家对上述反应继续进行了研究，在 2009 年 ， 13研究提出 可以通过该 合成 方法 合成内 酯 的结构 。 反应条件是， 在 应溶液中 ， 加入 5 2 l 入 l 体 ， 室温条件下 ，反应五个小时 就 可以 发生 CH 键 的 活化反应生成六元环内 酯 结构的产物 (图 1 图 1008 年 ， 他的合作者 研究 报道了 酰 胺与二烯发生 的 环化反应 (图 114。 从 这个 反应的机理来 看 ,首先是酰 胺 发生 CH 键的 活化， 与二烯发生反应 生 成 烯基化 产物，然后 由于导向基上含有 活泼的 团，可以继续 与烯键发生反应，生成环状物。 实验结果 证明 该反应对水 分比较 敏感 ，在同样的反应条件下，向 反应中加入一定的干燥剂分子筛或是 应 产率 会 明显提高 。 图 1u 研究组 15在 2008 年 研究 报道了 吲哚 衍生物 的 CH 键 活化反应，反应条件是醋酸钯作为催化剂，醋酸银作为氧化剂，在 1,2 N, 钯催化的 C6 基甲酰胺 (混合溶剂中， 与烯烃发生 稀基化 反应 (图 1 通过这个反应我们可以发现 除了可以活化苯环上 CH 键外 ， 吲哚 这类杂环上的 CH 键也可以被活化 。 图 1用不同的反应底物， 利用这个反应条件可以合成 六元杂环 化 合物， 例如 以磺 酰 苯丙胺 作为反应底物， 在 发生烯基化反应后 ， 生成的产物 ， 在一定的条件下 ，还能 继续 与氨基 发生反应 ， 生成含氮的六元杂环产物 (图 1 在这个 反应 条件下， 即使在不对称有机合成中 ,也具有非常高的选择性 。 图 16课题组 在 2008 年 研究 报道了苯甲 酰 胺与碘苯 的反应，反应条件是 作为 催化剂 ， 为 氧化剂 和 为 溶剂 ， 在 温度120 ， 反应 40 就能够生成芳基 化产物 。 但是 在 他们 进一步的 研究 中发现 ， 如果 在这一步反应完成后， 停止反应向其中加入 (O 后 , 同时将 温度降低至 110 根据 苯甲 酰 胺 N 上不同的取代基团 可以 得到不同的 反应 产物 。 图 1州大学硕士研究生学位论文 钯催化的 C7 图 1 N 上 的 取代基是己烷时 ，可以得到 邻氰基的联苯产物 (图 1 当 N 上是丙基时 ，却 意外地得到了 芴 酮结构的 环状 产物 (图 1 同年 ， 17研究 报道 了 肟脂 与碘苯在 上述 几乎一致的条件下发生芳基化反应后 ， 加入 温度降至 100 反应八个小时后会 高产率地得到 芴 酮结构的产物 (图 1 在 这个 催化剂 金属二价 氧化剂 和酸性溶剂构成的反应体系 中 ， 重要的是 不仅能使 H 键发生芳基化反应 ， H 键也能够被活化生成芳基化产物 。 反应常用的 吡啶、酰胺 等 导向基团 能 活化 也 能 活化 H 键 。 图 1人 18 在 2005 年 研究 发现 2乙基取代的 吡啶 可以与对甲基碘苯发生 H 键的芳基化反应 ，反应的条件和上述反应条件相似，即 催化剂 金属二价 氧化剂 和酸性溶剂 ， 温度 120 ， 反应 得到中等产率的目标产物 (图 1 图 1009年 19报道了 2,6二甲 基取代的 吡啶 与 芳烃 亚胺在兰州大学硕士研究生学位论文 钯催化的 C8 钯催化下发生 H 键官能团化反应 。 高产率地得到 目标 产物 (图 1 图 1们 对这个反应 进一步的研究 更感兴趣，当芳烃 亚胺 的 邻位 是 甲酸甲 酯时，在发生 CH 键 活化后接着可以进行分子内环化。得到高产率的异吲哚酮环 (图1异吲哚酮环存在于许多具有生物活性的化合物中。 图 1u 课题组 20 在 2009 年 研究 发现二氯代或二 溴 代烷烃在 化学计量碱 的共同作用下 ， 与苯甲酸 能 发生 环 化反应 。环 化 反应过程是 通过 化 CH 图 1州大学硕士研究生学位论文 钯催化的 C9 键活化作用首先在苯甲酸的邻位引入烷基基团 ， 然后又通过了 应关环生成了含有内 酯 结构的产物 (图 1实验证明， 反应中碱的选择非常重要 ， 碱性太强容易生成副产物 羧酸 盐 ， 因此 在该反应最优的 反应 条件 中只选用了一些碱性中等的碱 。 2010 年 ， 题组 21在 首次报道 ， 在 催化下 ， 苯乙酸与烯烃发生烯基化反应 (图 1 该反应底物适用范围非常广 泛 ， 在 苯环上无论是 含有 推电子基团还是吸电子 基团产率都 相当 高 。 在 烯烃来源方面 也很广阔 ，除了丙烯酸 酯 可以作为烯烃的来源 以外其它的烯烃如苯乙烯 、 脂肪链状烯烃 、 丙烯 酰 胺 、 乙 酰 乙烯酮等都能发生 烯基化 反应 ， 且产率较高 。 实验证明， 当 位有甲基取代的丙烯酸 酯 参与反应时 ， 由于位阻的影响 ， 使得产率较低 。 这个 反应 的产物结构比较特殊 ， 是很多药物分子合成的前体 ， 因此在药物 分子的 合成上具有很大的应用价值 。 图 1u 课题组 研究 发现除了苯乙酸可以与烯烃发生反应 外 ， 苯乙醇也可以 作为底物 发生类似的反应 22。 反应过程中由于醇上有一个活泼氢 ， 因此醇 羟基 也 会参与 反应 ， 生成了环醚的结构 (图 1 在该反应条件下，要使 苯乙醇与丙烯酸 酯反应顺利进行 ， 还 需要加入 20 (+)2C) 为配体 ， 使用 为反应溶剂 ， 。 图 1011 年 ， 题组 23发现 物质 1 在钯的催化下 发生分子内的 CH 键 活化合成 菲啶 化合物 2，见 图 1在反应中 4 作为催化剂， 8 为配体， 为碱，在 溶剂中， 110应 24 个小时，高产率的获得 菲啶 类衍生物。对于这个反应，当 X 的取代基是氯代时，需兰州大学硕士研究生学位论文 钯催化的 C10 要 20 三甲基乙酸作为添加剂。 图 1CN 键 存 在 于很多生物活性分子中 ， 因此 对于研究 CN 键的生成显得 非常重要 。总结通过 化 的 CN 键的生成 ，可以看出 主要 是通过两个方向来形成的 ： 第一 ， 分子内的 CN 键生成 ， 可以生成杂环 化合物 ； 第二 ， 分子 间的 C 成 ，通过这类反应也可以生成杂环化合物，我们的课题组主要研究的就是这一类化合物的生成。 子内的 C题组 24 在 2005 年 第一次研究 报道了 化的分子内 CN 键的生成 。 这个反应是 使用 邻苯基取代的乙 酰 苯胺 作为反应物，反应 的条件是 作为催化剂 、 和 同 作为氧化剂 ， 甲苯 作为溶剂 ， 在 120 温度下，不同基团取代的底物反应所需时间不同，在 12 到 24 个小时之间，能够 中等到高产率的 生成咔 唑 结构的产物 (图 1 该反应的优点是， 反应适 用范围较广 ， 操作简单 ， 部分底物 产率也比较高 。 图 1州大学硕士研究生学位论文 钯催化的 C11 对于一种物质合成方法的研究 不可能只停留在一个条件下，而是通过很多次尝试，找出更好的合成方法， 2008 年 ， 该课题组 25在 以上研究的基础上，继续研究 发现如果将上述反应溶剂由甲苯换成 ， 可以独自承担氧化剂这一角色 ， 从而完成该反应 ,见 图 1所以 通过 钯 催化 的 CH 键胺化 直接 构建杂环 咔 唑 类结构 的 化合物 ，可以 是 ， 甲苯为溶剂 ， 或者 以氧 化剂 ， 溶剂 ， 都 可实现 2苯基乙 酰 苯胺 钯 催化环化反应 。 图 1007 年 ， 题组 26发现 可以促成 CN 键的生成 ,见 图 1缺点是产率较低 ， 反应温度非常高 。 图 1007 年 ， 题组 27研究 发现 了 乙 酰 胺的衍生物与芳烃 的反应，此反应 的条件 是 ，醋酸钯和醋酸铜的共同作用 ， 首先进行的是芳基化反应 ， 然后在 延长 反 图 1州大学硕士研究生学位论文 钯催化的 C12 应时间 的这一条件下，生成的 芳基化产物 可以 逐步转化为分子内的胺化反应 ， 生 成 分子内的 CN 键 。 这一反应 在 4 的全合成 中已经得到 应用 ，反应过程展示如下 (图 1 研究工作者 28在 2008 年发现 可以 在 该反应中作为氧化剂替换 掉 和 为氧化剂的角色 ， 反应的温度就是 在室温条件下 ,也能得到咔 唑 结构的产物 (图 1 这个反应条件，对底物的兼容性比 较好，所以 底 图 1的范围 扩展 非常广泛 ,在这个反应条件下， 对 于 合成 N烷基取代的咔 唑结构具有很重要的 意义 。 2011 年， 题组 29发现 在 咔 唑和 吲哚类化合物的合成中， 创新的使用一种氧化剂，即 使用 为 便宜，安全，容易处理的氧化剂，通过 催化， 在室温 反应也能 高产率的获得 咔 唑 结构的产物 (图 1 对于这个 反应在底物的扩展中，对基团的容忍性 更 好， 通过实验可以看到，这是 一种绿色可行的合成 咔 唑 结构 化合物的方法 。 另外值得一提的是利用该反应方法 可以合成吲哚类化合物 。 这在天然产物的合成中具有重要的意义。 图 1011 年， 题组 30研究 报告 吡啶酰按作为导向基， 作为氧化剂，甲苯作为溶剂，在 80120 C 下，通过 部分 H 活化反应可以获得五元或六元杂环化合物 (图 1使用该反应条件，可以生成 四氢化吡咯 ， 二氢吲哚 ， 异吲哚啉酮 物质。 兰州大学硕士研究生学位论文 钯催化的 C13 图 1008 年， 题组 31报道了 胺取代的亚胺 的分子内成环反应，通过下面的反应条件， 可以 看出是 通过 化 的 作用发生分子内的 邻位胺化成环反应 (图 1 实验结果得出在供电子底物中，可以 得到 中等到高的收率 。 我们对反应的进一步研究也很感兴趣，在下面的第二个反应中，我们可以看到在底物的 进一步扩展中 3 可以高产率的得到 4。 图 1年 ， 题组 32在 研究报道了 三氟磺 酰 苯 丙 胺合成 N磺 酰 基取代的二氢喹啉 衍生物 (图 1此反应的条件是醋酸钯作为催化剂，在醋酸碘苯，碘单质，碳酸铯和碘化亚铜 的共同催化作用下 ， 在 剂中，高的温度 130 ，反应 96 个小时得到产率中等的目标产物 二氢 喹啉 衍生物 。 该反应底物范围窄 ， 加入添加剂种类繁多 ， 产率整体偏低 。 兰州大学硕士研究生学位论文 钯催化的 C14 图 1009 年 ,该课题组 33在 上述研究 的基础上发现 使用 N氟 2,4,6三甲基 吡啶三氟磺酸盐作 为 氧化剂来实现最后的关环反应 (图 1 在这个反应中 当了配体的角色 ， 因此 在该 反应过程中是必不可少的 物质 。 但相对于之前的报道来说 ,这个反映的优势可以看出在于， 拓宽了底物范围 ， 提高了产率 ， 还避免加入多种反应添加剂 。 这个 结构的底物 ， 在 合成 吲哚 的衍生物 中有很大的时效性，但是该反应 条件 在用于合成 喹啉 的衍生物 时 ， 通过实验结果我们发现 产率 并 不高 。 图 1008 年 ， 题组 34通过分子内胺化反应合成 了多 种 内 酰 胺的结构 。 由以下反应条件可以看出是 在 、 共同作用下 进行的 ， 使用为溶剂，温度在 100 ，氮气的氛围中，反应 6 个小时， 合成 得到的多种内 酰 胺结构 的物质 ， 产率 都比较高 (图 1 兰州大学硕士研究生学位论文 钯催化的 C15 图 1011 年 ， 题组 35发现 取代基的邻位含有基时通过 催化反应， 区域 选择性的发生 CH 键的烯基化反应 后，在分子内可以继续 胺化反应 ，生成吲哚 1,2喔啉 衍生物 (图 1在这个反应中，烯烃上必须带有吸电子基团。反应在碱性条件下进行，同时需要加入 为 添加剂提高反应产率。 图 1这个反应中，不仅吲哚衍生物可以发生，而且 吡咯 衍生物也可以发生同类反应，例如， 咯 和 丙烯酸正丁酯 在同样的条件下可以发生环化反应 (图1得到 60%的产率。 图 1此为止 我们通过大量文献发现 CN 键 的 生成是建立在 N 上有活泼氢的基础上 ， 如果 N 上没有活泼氢 ， 那么该反应是不是也能顺利进行 。 实验证明是可以的， 2010 年 ， 题组 36报道了 肟酯 在加入碳酸铯作为碱，甲苯溶剂中，通过 化 ， 150 温度下，一天一夜可以 合成 吲哚 的衍生物 (图 1 兰州大学硕士研究生学位论文 钯催化的 C16 图 1011 年， 题组 37研究得出芳 基三氮烯化合物通过 化的 CH 键 活化发生分子内的 胺化作用 ， 高产率的获得 三氮茚 类化合物 (图 1水分对 该反应 产率的影响较大，当在反应中加入分子筛作为添加剂时，产率会有明显的提高。反应条件是使用氧气球， 10 的 作为催化剂， 2 为碱盐，在 剂中， 110 温度下反应 25 小时高产率的获得目标产物。 三氮茚 类化合物在生物和医学界是重要的杂环化合物。 图 1 分子间的 C成 在 2006 年 ， 题 组 38报道了 分子间的 CN 键 形成反应，最佳反应条件是醋酸钯作为催化剂， 5 当量的高硫酸钾作为氧化剂，在 溶剂中，温度 兰州大学硕士研究生学位论文 钯催化的 C17 图 1 80 ，肟和酰 胺 反应 16 个小时， 生成 CN 键 。实验结果证明吡啶 衍生物与 酰 胺或磺 酰 胺都能发生反应 ， 生成 CN 键 ， 甚至包括 H 键也能发生胺化反应 (图 1 反应机理是 ：首先发生环钯 反应得到环钯中间体 ，接着 氮直接插入或者氧化环钯中间体生成 V)亚胺中间体 ， 最后还原消除得到目标产物 。 此机理已得到实验 验证 39。 氧化剂 作用除了完成 反应过程中化合价的变化 ， 更重要的是将胺氧化成 N 卡宾的结构插入到 C中 ， 才能促成最终 CN 键的生成 。 具体反应条件是 ： 醋酸 钯 为催化剂 ， 氧化剂 ，引入的含氮官能团 。 2010 年 ， W.40报道了 以 酰 胺为导向基团 ， 在 催化作用下 ， 成功地引入 酰 胺基团 (图 1 图 1011 年， 题组 41发现 基胺 能够实现 基化 反应 (图 1在该反应中， 烷基胺 可以是二级胺或三级胺。在三级胺参加反应时，不需要加入苯甲酸酐 就可进行。 图 1州大学硕士研究生学位论文 钯催化的 C18 章 小结 这篇 概述 主要介绍了以往报道的 CH 键官能团化 形成 CC 键和 CN 键 的具有代表性 方法。本文对 每一种合成 方法进行了概括性的表述，每种合成方法都被列出实例，但不能保证面面俱到。 兰州大学硕士研究生学位论文 钯催化的 C19 参考文献 1 R. 1983. 2 J. P.; L. S.; J. R.; R. G. 1987. 3 P. J. 1990. 4 J. 991. 5 E.; A 2002; 16 J. 995. 7 J. 1st 2nd 2004. 8 (a) T. W.; M. S. 2010, 110, 1147. (b) X.; K. M.; 2009, 48, 5094. 9 I.; . 1967, 8, 1119. 10 M.; T.; T.; S.; M. J. 1998, 63, 5211. 11 M. D. K.; G. P. F.; A. H. M.; P. C. J.; P. W. N. M. J. 2002, 124, 1586. 12 K.; A.; T.; H.; H.; M.; S.; M. J. 2004, 126, 14342. 13 C. E.; M.; C. D.; J. G.; S. N. G.; M. R.; G. C.; K. I. 2009, 48, 1830. 14 C. E.; C. D.; J.; M. R.; G. C.; K. I. J. 2008, 130, 10066. 15 2008, 47, 6452. 16 D.; J. R.; 0. J. 2008, 73, 7818. 17 V. S.; K.; C. H. 2008, 47, 9462. 18 D.; O. 2005, 7, 3657. 19 B.; S.; J.; Q.; L.; C.; H. J. 2010, 132, 3650. 20 Y. H.; B. F.; J. Q. 2009, 48, 6097. 21 K. M.; 010, 327, 315. 22 Y.; K. M.; J. 2010, 132, 5916. 23 J.; T.; C.; B. J. 2011, 76, 9507. 24 W. C. P.; N.; S. L. J. 2005, 127, 14560. 25 W. C. P.; R. H; G.; N.; S. L. J. 2008, 73, 7603. 兰州大学硕士研究生学位论文 钯催化的 C20 26 M.; S. 2007, 36, 172. 27 (a) B. J.; S. L.; Z.; Z. J. 2008, 47, 1115. (b) B. J.; S. D.; Z. J. 008, 949. 28 J. A.; C. C. C.; M.; E. M.; M. J. J. 2008, 130, 16184 . 29 S. W.; J. H.; B. S. 2011, 13, 3738. 30 E. T.; O. J. 2012, 134, 7. 31 (a) K.; T.; M.; T.; K. 2007, 9, 2931. (b) K.; T.; K.; T. 008, 3157. 32 J T. S.; J. Q. 2008, 47, 6452. 33 . S.; X.; J. Q. J. 2009, 131, 10806 . 34 W.; J. 2008, 130, 14058. 35 L.; W.; 2012, 14, 740. 36 Y.; J. F. J. 2010, 132, 3676. 37 R. K.; M. A.; T. 2011, 13, 2102. 38 W. Y; C. M. J. 2006, 128, 9048. 39 R , y M S, W, et 2007, 26,1365. 40 A. S. C.; J. 2010, 132, 12862. 41 E. J.; S.; K. S. L.; J. 2011, 133, 7652. 兰州大学硕士研究生学位论文 钯催化的 C21 第二章 异噁唑酮类杂环化合物的合成进展 言 杂环类有机化合物是当代有机化学领域 研究的重要 组成部分，无论是在理论上，还是在实际应用上都有了重要的发展。有机杂环化合物在自然界中的分布极为广泛， 在现今己发现的有机化合物中，杂环化合物的数量几乎占到三分之一，其中许多含氮 、氧 杂环 的 有机化合物已被广泛应用于医药和农药 领域 ，为人类的健康和农业增产做出了巨大 的 贡献 1。 近一个多世纪以来 ,化学 研究者 致力于杂环化合物的合成研究 ， 研究 报道了许多合成 杂环化合物的 方法 2， 但是研究有效制备具有预期取代和官能化的基团的杂环 合成方法和步骤仍需很大的挑战 3。 因此 ， 发展新的 有机 合成方法 ， 采用高效 , 绿色的方法 合成杂环化合物成为一个热门的研究领域 。 在已 经报道的许多合成方法中 ,我们可以看出， 过渡金属 钯 参与的环化反应是一 种简便而高效地合成方法 。 这种 合成方法一般 能够在温和的条件下 发生 ,从简单易得的原料出发 ,合成所需要的 杂环分子 。 异噁唑酮 ( 有机 化合物是一种 含有 五元氮氧杂环结构的 物质 ，其广泛存在 于 自然界中，并表现出许多特有的生物活性。在医药 领域 中，很多 异噁唑酮 类化合物应用于临床治疗，如 降血糖 、 抑制免疫力 、 抗炎 和 抗菌 等 4。在农药学上，含有 异噁唑酮杂环的化合物是一类高活性的除草剂 5,其作用机制是通过抑制异戊二烯类化合物合成 , 阻碍胡萝卜素和叶绿素的生物合成 ,从而抑制植物光合作用而导致植株死亡 。 而 在 有机合成领域， 它 是各种杂环类大分子合成的重要中间体 6。 此 外 异噁唑酮 衍生物还可用于制备非线性光学材料 7及镧系金属离子的萃取剂 8。由于 异噁唑酮 类化合物良好的生物活性以及广泛的应用价值，使得其有着非常广阔的研究和开发前景，因而 异噁唑酮 类化合物的合成方法倍受人们的关注 9。 噁 唑酮类 化合物的合成 在 已被报道的关于 异噁唑酮 类化合物的合成方法有 多种，但经过归类后， 主要有以下几类： 1) 苯甲醛 与 盐酸羟胺 为主要原料的反应 ； 2) 2原 反应； 3) 2炔 的 氧化 反应。 兰州大学硕士研究生学位论文 钯催化的 C22 甲醛 与 盐酸羟 胺 为主要原料的 反应 人 10用 苯甲醛与溴代的乙酸乙酯 在 共同作用下 反应得到 1,3 接着 将 醇羟基用 化得到 1,3加入盐酸羟胺和乙醇，在吡啶溶液中回流生成异噁唑酮 （ 图 2 图 2近， 1等人报道了一种快速、高效的一锅法合成 异噁唑酮 的方法。该方法 使用乙醇作溶剂，在水合硫化钠的催化下，乙酰乙酸乙酯，盐酸羟胺和 芳醛 三组分在室温下一锅 法 合成异 噁 唑酮环 (图 2反应的优点在于温和的反应条件，高的产率，短的反应时间和简便的操作。 图 2 2 还原反应 2004 年， L. 12报道 了 使 用 2 唑酮 的方法 。 该反应首先通过两步操作将硝基还原成羟胺，接着关环得到苯并异噁唑酮 (图 2 兰州大学硕士研究生学位论文 钯催化的 C23 图 2过