取代3-(萘-1-基)丙炔酸酯的合成文献综述

 2022-12-29 15:39:07

开题报告内容:

  1. 实验背景

alpha;,beta;-不饱和炔酸酯是一类同时含有炔基、酯基的不饱和化合物。其中,酯基的吸电子作用使碳碳三键具有较高的活性,易发生亲核加成反应;含有芳香基团的情况下,芳基可使碳碳三键稳定,使其亲电加成反应活性降低。原本因缺电子而具有比较强亲电子能力的炔类化合物更易发生亲核加成反应。在有机合成中常用于构建新的碳-碳键或碳-杂键以及其它有机中间体。另外,含芳香基团的不饱和炔酸酯类衍生物具有较佳的生物活性,可用于药物合成的中间体。本课题中合成的alpha;,beta;-不饱和炔酸酯类目标产物关键是要合成3-芳基炔酸,因此,课题前期准备工作将会围绕研究3-芳基炔酸的合成方法展开。

近年来对于3-芳基炔酸类化合物的合成途径以及条件优化有较多报道。(1)以苯乙炔类化合物与二氧化碳在碱(有机碱或者无机弱碱)的作用下,在溶剂二甲亚砜与40-70℃的条件下进行反应,得到3-芳基丙炔酸类化合物,此反应过程在常压下且无水、无氧的惰性气氛中进行,将所得产物酯化便可得到3-芳基丙炔酸酯类化合物。(2)以卤代芳烃与丙炔酸为原料,两者发生选择性偶联反应,在Pd(PPH3)2Cl2、DPPB和DBU(5当量)的存在下,在50°C下进行反应,得到芳基炔羧酸。(3)2017年Z. M. Liu小组开发了在三甲基硅乙炔存在下,以CsF催化芳基(Hetaryl)末端炔与大气CO2的羧化反应,在室温下得到芳基丙炔酸,反应路线如图所示:

近年来对于不饱和炔酸酯类化合物的合成途径以及条件优化有较多报道。(1)以 PdCl2 /CuI 为催化剂,PPh3为配体,在THF溶剂中,以 K2CO3为碱,在较为温和的条件下实现了与碘代芳香化合物的 Sonogashira偶联反应,合成了芳环上连有吸电子基的芳炔酸酯。为了获得较高产率的芳环上连有供电子基的芳炔酸酯,需采用丙炔酸乙酯与芳基硼酸的Suzuki偶联方可实现。(2)以 PdBr2 为催化剂、CuBr2为助催化剂,以乙酸钠为碱,实现了二茂铁乙炔与脂肪醇的羰基化反应,并以优良的产率得到了6个含二茂铁基团的丙炔酸酯类化合物。二茂铁与丙炔酸酯通过共价键连接可构建一类二茂铁丙炔酸酯化合物,不仅充分利用二茂铁和丙炔酸酯的特殊结构与性能,也拓展了丙炔酸酯的应用范围。(3)在相关报道中,作者为了研究通过脱羧偶联反应来合成脱羧烯丙基炔,首先讨论烯丙基炔酸酯的合成最佳条件。以烯丙基胺和炔酸为原料,在 NaNO2/甲苯的体系中,发生脱氨酯化反应合成得到烯丙基炔酸酯,并以烯丙基炔酸酯作为中间体,通过脱羧反应得到目标产物。这也印证了不饱和炔酸酯类化合物可作为有机中间体,为后续产物的合成提供桥梁。

近年来对于不饱和炔酸酯类化合物的用途有较多报道。炔酸酯类化合物的环异构化研究备受人们关注。氮、氧杂环化合物是一类非常重要的杂环分子,大多具有生物和药理活性。在相关研究中,以炔酸酯为起始原料,围绕一些含氮、氧的杂环分子的合成方法展开研究工作,试图构筑结构新颖的含氮、氧杂环化合物骨架,以满足药物合成所需。比如,以NaOH为催化剂,由炔酸酯和 1,3-二羰基化合物为起始原料,经过氢烷基化反应和酯交换反应,成功的合成了多取代的alpha;-吡喃酮衍生物和 5,6-二氢-alpha;-吡喃酮衍生物。由于炔酸酯类化合物的多官能团特性,使得这类化合物可构筑许多药物和具有重要生物活性的天然产物的结构单元。比如,炔酸酯类化合物可经自由基催化发生环化反应生成具有内酯结构的环状化合物,所得化合物可以经后续化学修饰制备得到香豆素类化合物,这类化合物在抗癌、抗菌、抗炎等方面具有重要作用。

根据报道,氮杂环卡宾化合物以其独特的配位构型和高反应活性,其形成的配合物已被广泛成功应用于各类催化反应中。由氮杂环卡宾催化生成的五个重要的反应中间体参与的反应:1)酰基负离子(羰基羰)参与的反应;2)烯醇中间体(alpha;-羰)参与的反应;3)高烯醇中间体(beta;-羰)参与的反应;4)alpha;,beta;-不饱和酰基唑中间体参与的反应,即NHC催化的典型的Michael反应类型;5)gamma;-carbon activation。

近些年的研究表明,卡宾(NHC)催化的烯基酰基唑的环合反应是有机领域的研究热点,并成功地应用于复杂环状分子骨架的构筑,许多手性卡宾也能实现目标分子的不对称合成。烯基酰基唑的环合反应研究甚广,但炔基酰基唑的环合反应研究甚少。本人所在课题组近年来一直从事卡宾催化的新反应研究,前期工作已利用卡宾催化的环合反应成功构筑了几类重要的螺环和并环骨架,并且成功开发了N-杂环卡宾催化的炔酸酯与吲哚-3-酮的[3 3]环化反应,用于快速有效地构建吡喃并[3,2-b]吲哚-2-酮,该结构是许多生物活性化合物的核心结构。卡宾与炔酸酯结合生成炔基酰基唑被证明是该转化成功的关键,它丰富了炔基酰基唑中间体的化学性质。

本实验旨在合成一系列取代3-(萘-1-基)丙炔酸酯,用于后期基于卡宾催化炔酸酯的(不对称)环合反应研究。

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