摘要
芳胺类结构及联苯类结构是大部分中药活性物质中的重要特征结构，也广泛存在于天然活性产物及其衍生物质中。过渡金属钯催化的Buchwald-Harting偶联反应及Suzuki-Miyaura偶联反应是合成芳胺类化合物及联苯类化合物的重要方法，被广泛应用在中药活性物质及天然产物的的全合成、半合成以及结构修饰等研究中。近年来，N-杂环卡宾钯配合物作为一类新型高效的催化剂，具有制备简单、种类多样化、在水和空气中稳定、无毒、对环境友好、可以通过改变氮原子上的取代基从而对卡宾的空间和电子效应进行调控等优点，在Buchwald-Harting偶联反应及Suzuki-Miyaura偶联反应中得到广泛的应用，并取得了非常好的效果。 目的：通过N-杂环卡宾钯配合物催化的Buchwald-Hartwig偶联反应及Suzuki-Miyaura偶联反应，合成一系列含芳胺类结构和联苯类结构的化合物。为含有芳胺类结构及联苯类结构的中药活性物质、天然活性产物及其衍生物的合成、半合成以及结构修饰等研究提供新方法、新思路。 方法：在调研大量文献的基础上，设计并合成了一系列具有不同电子效应和空间位阻的N-杂环卡宾钯配合物。将合成的N-杂环卡宾钯配合物作为催化剂，用于两类反应。（1）以氯代芳烃和胺类化合物作为Buchwald-Harting偶联反应的底物。（2）以氯代芳烃和芳基硼酸作为Suzuki-Miyaura偶联反应的底物。在空气条件下直接进行催化反应，通过正交设计实验分别考察催化剂种类、催化剂用量、反应溶剂、碱的种类、反应温度等反应影响因素，确定最优反应条件。在最优反应条件下催化合成一系列芳胺类化合物及联苯类化合物，分离纯化得到目标产物，经1H NMR、13C NMR进行结构验证。 结果： 1、合成并表征了6个具有不同电子效应的N-杂环卡宾钯配合物C1-C6，其中有3个配合物进行了单晶衍射测试，得到了单晶结构。将C1-C6作为催化剂，筛选出了氯代芳烃与胺类化合物Buchwald-Hartwig偶联反应的最佳条件：以N-杂环卡宾钯配合物C3作为催化剂（0.1mmol%），1,4-二氧六环为溶剂（3ml），叔戊醇钾为碱（1.5mmol），氯代芳烃（1mmol）、胺类化合物（1.2mmol）为底物，反应温度为100℃，反应时间为2h，空气条件下直接反应。在最佳条件下进行氯代芳烃和胺类化合物的Buchwald-Harting偶联反应，合成了30个芳胺类化合物，并对其结构进行了1H NMR、13C NMR表征。 2、合成并表征了2个骨架上具有空间大位阻的N-杂环卡宾钯配合物C7和C8。C7和C8都进行了单晶衍射测试，得到了相应的单晶结构。将C7和C8作为作为催化剂，筛选出了氯代芳烃与芳基硼酸的Suzuki-Miyaura偶联反应的最佳条件：以N-杂环卡宾钯配合物C7作为催化剂（0.05mmol%），无水乙醇为溶剂（3ml），磷酸钾为碱（1.5mmol），氯代芳烃（1mmol）、芳基硼酸（1.2mmol）为底物，反应温度为80℃，反应时间为4h，空气条件下直接反应。在最佳反应条件下，进行氯代芳烃和芳基硼酸的Suzuki-Miyaura偶联反应，合成了32个联苯类化合物，并对其结构进行了1H NMR、13C NMR表征。 结论：本文设计合成的N-杂环卡宾钯配合物对空气稳定，合成简单，催化活性高，催化条件温和，操作容易，后处理方便，可以在空气条件下高效催化氯代芳烃与胺类化合物的Buchwald-Hartwig偶联反应以及氯代芳烃与芳基硼酸的Suzuki-Miyaura偶联反应。本研究对含芳胺类结构及联苯类结构中药活性成分化合物的全合成、半合成或者结构修饰等研究具有一定的参考价值。
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