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可见光催化喹喔啉-2(1H)-酮C3位C-N键生成反应研究

唐欢

可见光催化喹喔啉-2(1H)-酮C3位C-N键生成反应研究

唐欢1
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作者信息

  • 1. 湘潭大学
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摘要

喹喔啉酮及其衍生物是一类重要的含氮杂环化合物,广泛存在于天然产物中,是药物活性分子、功能性材料等的重要合成中间体。其中,部分C3位取代的喹喔啉-2(1H)-酮具有抗癌、抗菌、抗肿瘤等生物活性。近年来,喹喔啉-2(1H)-酮C3位直接功能化反应在有机合成领域中已得到了一定的发展。然而,大部分合成方法都是需要过渡金属催化剂、化学计量氧化剂、碱或无机盐等参与的复杂反应体系,因此,开发操作简单、条件更温和、绿色环保的合成方法仍然存在巨大挑战。近年来的研究表明,利用可见光促进有机反应的转化已经成为一种普遍的研究手段。本论文以喹喔啉-2(1H)-酮和1H-苯并三唑及其衍生物作为主要研究对象,采用温和、绿色的可见光催化策略,发展了两种构建C-N键的新方法。 1、开发了一种可见光催化下,喹喔啉-2(1H)-酮C3位与1H-苯并三唑类化合物脱氮的胺化方法。通过对反应光催化剂、溶剂、光源、反应时间、底物配比及反应浓度的优化,得到最优反应条件为:室温条件下,Rose bengal(5mol%),溶剂为N,N-二甲基甲酰胺,氮气氛围中,35W绿色LEDs照射54小时。在最佳反应条件下,对不同反应底物进行了拓展,合成了三十种不同官能团取代的3-(芳氨基)喹喔啉-2(1H)-酮衍生物,反应产率在21-82%。该方法操作简单,无需过渡金属催化剂,底物适用范围广,为喹喔啉-2(1H)-酮的C3位胺化反应提供了一种新策略。 2、开发了一种可见光催化喹喔啉-2(1H)-酮C3位与1H-苯并三唑类化合物及其他唑类化合物N1位交叉脱氢偶联的新反应。通过对反应光催化剂、溶剂、光源、反应氛围、底物配比及反应时间的优化,得到最优反应条件为:室温条件下,Eosin B(5mol%),乙腈为溶剂,氧气氛围中,35W绿色LEDs照射48小时。在最佳反应条件下,分别对不同官能团取代的喹喔啉-2(1H)-酮和苯并三唑类化合物及其他唑类化合物进行了拓展,高效合成了一系列目标产物。该方法条件温和,无需过渡金属催化剂或环境有害的强氧化剂,底物适用范围较广,产率高达99%,为喹喔啉-2(1H)-酮类化合物的C3位偶联反应提供了一种新途径。

关键词

喹喔啉-2(1H)-酮/1H-苯并三唑/胺化反应/偶联反应/碳-氮键/可见光催化

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授予学位

硕士

学科专业

化学工程

导师

易兵

学位年度

2022

学位授予单位

湘潭大学

语种

中文

中图分类号

TQ
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