膦催化氯甲基化合物偶联反应研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoluc
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有机膦试剂在有机合成中起着重要的作用,研究人员也对其反应机理进行了大量的研究。其中,涉及膦叶立德中间体的维蒂希反应是用途最广泛的有机人名反应之一。维蒂希反应将产生带有氧化膦副产物的烯烃化合物,一般来说,不同类型的叶立德的反应倾向于得到具有不同构型的产物,而衍生自苄基卤化物的半稳定叶立德的反应得到的产物具有较低的E/Z选择性。因此,以维蒂希反应作为模型,探究有机膦试剂在反应中的催化情况,是一项有趣且具有挑战性的工作。本文通过甲氧根负离子的引入和苄基卡宾的生成来促进C-P键的断裂,实现了膦催化的氯甲基化合物的自偶联烯烃化反应,具有底物适应性广、构型调控好等优点。反应分别以3-氟苄氯、对甲基苄氯和1-氯甲基萘为模型底物,系统性地考察了催化剂、溶剂和添加剂等因素对反应的影响。确定了两种互补的最优条件,条件A:以苄氯为底物,三环己基膦(PCy3,20 mol%)为催化剂,硼酸三甲酯[B(OMe)3,1.5 equiv.]为添加剂,氟化铯(Cs F,3.0 equiv.)为碱,1,4-二氧六环(1,4-dioxane,2 m L)为溶剂,在120℃条件下氮气环境中反应4小时;条件B:以对甲基苄氯为底物,反应条件与A相似,但无需添加剂,仅改用氢化钠(Na H,3.0 equiv.)为碱,反应12小时。在优化后的反应条件下,含供电子基、吸电子基、大位阻基团及二取代的苄氯均能够获得良好的收率。除此之外,本文在气质联用技术的帮助下完成了对非对称二芳基乙烯合成方案的探索,并进行了底物拓展。进行了包括氘代实验、哈米特方程以及KIE实验等多项控制实验,证明了在不同的碱存在下,反应通过两条途径顺利进行,其中苄基卡宾和含甲氧根负离子的季鏻盐中间体的形成分别被认为是反应催化转化的重要步骤。通过NMR和MS分析,检测到了几种基于膦的关键中间体,从而阐明了设想的催化循环。最后,放大实验和衍生化实验也体现了反应的潜在应用价值。
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