Au/Lewis酸接力催化的缩醛/缩醛胺的合成

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Au催化的反应越来越引起科学家的重视,它不但可以活化炔烃、联烯和烯烃等发生多种串联反应,而且具有反应条件温和、反应效率高、对水和空气不敏感等优势,因此被广泛应用到了有机合成甚至复杂天然产物的合成中。但目前Au催化的研究大多数都停留在合理设计相对复杂的底物,通过Au活化及其随后的一系列亲核进攻、重排异构等得到目标产物,这也就限制了Au催化的应用范围。其他金属催化剂有着与Au不同的催化性能,本论文通过结合Au催化与前过渡金属Lewis酸催化不同的特点,提出了Au-Lewis酸接力催化的概念,拓展了Au催化的应用范围,实现了单一催化剂无法实现的化学反应,并将这一概念应用到了缩醛/缩醛胺的合成当中。论文主要包括两部分:并环缩醛/缩醛胺的合成与螺环缩醛/缩醛胺的合成。  在论文的第一部分,我们选用炔基胺类底物与α,β不饱和酮酸酯反应,高效的得到了并环缩醛/缩醛胺产物。炔基胺在Au的催化下可以通过胺基对三键的亲核加成生成环外烯胺,环外烯胺会自发异构到环内形成更稳定的中间体,这个中间体与被前过渡金属活化了的α,β不饱和酮酸酯发生电子反转的杂D-A反应得到并环的缩醛/缩醛胺结构的产物。通过条件的探索,当选用AuCl(CH3SCH3)和Ga(OTf)3作为催化剂、甲苯作为溶剂时,各种不同类型的底物都可以反应,高产率、高选择性地得到了相应的并环缩醛/缩醛胺产物。除此之外,还通过氘代实验研究了反应的机理,证实了反应中确实存在烯胺异构的现象,进一步研究我们还得到了异构的环内烯胺的单晶结构,更好的证实了我们推测的机理。  在论文的第二部分,重新设计了底物结构,在底物中引入苯环阻止了环外烯胺的异构,利用这种底物生成的环外烯胺与α,β不饱和酮酸酯反应成功得到了含有螺环缩醛/缩醛胺结构的产物。在这一部分,炔类底物中X取代基的不同催化剂选择也不同,但通过稍微改变催化剂的种类,都可以高产率地得到相应螺环产物,同时非对映选择性很好,产物只有一种构型。此外,通过分步实验验证了最初对于机理的推测:含有三键的底物首先在Au的催化下发生亲和加成之后得到环外烯胺,这种烯胺在该反应条件下不会发生异构,即可与α,β不饱和酮酸酯发生电子反转的杂D-A反应得到螺环化合物。
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