论文部分内容阅读
本论文主要研究金属铑(Ⅲ)催化的C-H键官能团化反应,集中在三个方面:(1)金属铑(Ⅲ)催化的C-H键官能团化构建轴手性联芳基化合物:分别实现了联芳基化合物的C-H键活化与炔烃的偶联芳构化反应,手性铑络合物催化的不对称C-H键活化与烯烃的氧化Heck反应;(2)金属铑(Ⅲ)催化的不对称C-H键活化/环化反应:分别完成了萘酚的去芳构化反应和五元螺环吡唑酮的合成;(3)手性环戊二烯配体的设计合成,并研究了这些配体相应的铑络合物在联芳基化合物不对称C-H键活化与烯烃的氧化Heck反应中的催化效果。 论文的第一部分工作对金属铑(Ⅲ)催化的联芳基化合物C-H键活化/偶联芳构化反应进行了研究。金属铑(Ⅲ)催化体系可以克服大位阻联芳基化合物在C-H键活化时产生的不利的位阻效应,与炔烃进行偶联,完成了消旋的轴手性联芳基化合物的高效合成。 第二部分工作通过选用Cramer小组发展的手性联萘修饰的环戊二烯基铑络合物作为催化剂,实现了联芳基化合物的C-H键活化与烯烃的氧化Heck反应。该反应对一系列不同性质的烯烃都有很好的兼容性,并且第一次证实了这类催化剂可以在氧化条件下有很好的催化效果,以良好的收率和对映选择性控制构建了轴手性联芳基化合物。 第三部分工作首次实现了铑催化的萘酚不对称C-H键活化/环化去芳构化反应,并能以良好的收率,优秀的区域选择性和对映选择性合成了含1-位螺环季碳手性中心的2-萘酮。与文献报道的过渡金属催化的萘酚不对称去芳构化反应不同的是,该反应采用C-H键活化来作为反应的启动步骤,无需采用预官能团化的底物。该反应有非常好的底物普适性,尤其能够兼容各种不同取代基团的炔烃。 在第四部分工作中,我们设计合成了1,1-螺二茚烷骨架修饰的环戊二烯配体(SCp),将其应用于手性铑络合物的合成中。通过在1,1-螺二茚烷骨架的6,6-位进行官能团化,丰富了这类新型的手性环戊二烯配体的种类。手性铑络合物应用于联芳基化合物的C-H键活化与烯烃的氧化Heck反应,取得的对映选择性控制相较于第二部分工作的结果有很大程度的提升,这也证实了这类手性环戊二烯配体的应用价值,也为其他金属环戊二烯络合物的不对称转化提供了新的配体和催化剂选择。 第五部分工作进一步应用新发展的SCpRh催化剂,实现了4-芳基取代吡唑酮和炔烃的不对称C-H键活化/环化反应。以优秀的收率、区域选择性以及对映选择性控制构建含有全碳季碳手性中心的五元螺环吡唑酮,便捷高效地构建了在天然产物及药物活性分子中广泛存在的手性五元螺环吡唑酮核心骨架。