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近年来,随着串联反应的迅猛发展,叔膦促进的串联反应引起了人们广泛的关注,这主要归因于叔膦具有良好的亲核性、易离去性、亲氧性等独特的化学性质。相关的反应可以分为两大类:一类是催化量叔膦参与的反应,主要利用叔膦的亲核性和易离去性;另一类是化学计量叔膦参与的反应,主要利用叔膦的亲核性和亲氧性。基本反应历程如下:叔膦对极性不饱和多重键(如活化烯、缺电子联烯、炔酸酯等)进行亲核进攻,生成两性离子中间体,然后与反应体系中其它亲电试剂(如活化烯、亚胺、酰氯等)进行亲核加成,并最终以叔膦或膦氧化合物的形式离去而完成反应。根据这一基本的反应机制,本文研究了如下两个叔膦促进的串联环化反应。
首先,探索了活化烯、酰氯或酸酐在三丁基膦和三乙胺作用下的多组分串联环化反应,发现活化烯和酰氯或酸酐可以通过碳酰基化/氧酰基化/碳酰基化/分子内Wittig反应四重串联构建四取代呋喃,并从溶剂、参与反应的膦试剂、碱及投料比四个方面进行了反应条件优化,在最优条件下该反应具有较宽的底物范围,根据实验结果,提出了该反应可能的机理。该串联环化反应提供了一种温和条件下合成多取代呋喃的简单、高效新方法。
其次,研究了叔膦催化下烯丙基碳酸酯与α,β-不饱和酮的环化反应,实现了高度化学选择性的[3+21环化/烯丙基烷基化、[1+2+2]环化和[3+2]环化反应。从催化剂、溶剂、化学计量比三方面对反应条件进行了优化,在最优条件下进行了底物拓展,发现底物取代基对反应类型存在显著影响。根据控制实验结果及相关文献报道,提出了合理的反应机制。该类反应提供了合成多取代环戊烯和环戊烷的新方法。