叔烯酰胺的分子内亲核及其串联反应

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1、叔烯酰胺的分子内亲核及其串联反应(申请清华大学理学博士学位论文)培养单位：化学系学科：化学研究生：徐鑫明指导教师：王梅祥教授二○一七年十月IntramolecularNucleophilicTandemReactionsofTertiaryEnamidesDissertationSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofDoctorofPhilosophyinChemistrybyXuXin-MingDissertationSuper

2、visor:ProfessorWangMei-XiangOctober,2017摘要摘要烯胺的一个烷基被吸电子基团如酰基取代后得到叔烯酰胺，由于酰基的吸电子作用，减弱了氮原子的孤对电子与“C=C”双键的共轭，从而使其亲核性下降。关于叔烯酰胺亲核反应的研究开展地相对较晚，报道也较少。另一方面叔烯酰胺的亲核反应大都是经历亚胺正离子中间体的过程。而亚胺正离子是一类反应活性很高的物种，可以发生多种类型的反应。本论文将结合烯酰胺的亲核性和亚胺正离子的亲电性系统地研究叔烯酰胺的分子内亲核串联反应。首先设计合成了分子内既含有亲电基团又含有亲核基团的叔烯酰胺分子。

3、当分子内的亲核基团为富电子苯环（二甲氧基苯基）时，叔烯酰胺在Sn(OTf)2的催化条件下发生分子内亲核串联反应，以单一非对映选择性得到了一系列的吡咯并异喹啉类似物；而以吲哚作为亲核基团的叔烯酰在Sc(OTf)3的催化条件下通过分子内的亲核串联反应以单一非对映选择性合成了一系列的吲哚并吲哚里西丁类似物。同时Ph-pybox/Cu(OTf)2类的手性催化体系能够实现该类反应的不对称催化，以单一非对映选择性和优秀的对映选择性合成了上述各类N-杂多稠环化合物。随后尝试应用该种策略合成苯并吡咯里西丁类似物，通过实验考察了多种可能阻碍反应的因素（包括空间位阻、

4、电子效应、轨道匹配）后均没有成功。但在实验过程中发现，从叔烯酰胺出发经过分子内的亲核串联反应可以得到一类多取代吡咯的衍生物。这为多取代吡咯的合成提供了一种全新的合成途径。最后我们把这种快速、高效、高选择性合成吲哚并吲哚里西丁类似物的方法应用于Iboga类天然产物的全合成中。通过合理的设计和实验合成了一种全新的叔烯酰胺分子，并成功实现了该烯酰胺的分子内亲核串联反应，得到了合成Iboga类天然产物的前体。虽然尝试的两条合成天然产物的路线没有得到目标产物，但最终合成了多种N-杂多稠环化合物，并为选择性合成该类化合物提供了经验。总之，叔烯酰胺是一类结构稳定

5、的亲核试剂，能发生分子内的亲核串联反应，构筑了多类结构新颖的N-杂多稠环化合物，也为合成多取代吡咯及天然产物提供了一条全新的路径。关键词：叔烯酰胺；分子内；亲核反应；串联反应；脱水芳构化IAbstractAbstractThetertiaryenamidesaregeneratedwhenoneoftheN-alkylgroupsofenaminesisreplacedbyanelectron-withdrawinggroup,suchasanacyl.OwingtotheN-electron-withdrawinggroupwhichallevi

6、atesthedelocalizationofthelone-pairelectonsofthenitrogenatomintothecarbon-carbondoublebond,tertiaryenamidesshowdiminishedenaminic(nucleophilic)reactivity,thereforethenucleophilicreactionsoftertiaryenamidesremainlargelyunexplored.Meanwhilenucleophilicreactionoftertiaryenamidesl

7、eadstoiminiumintermediateswhichcanbeinterceptedbymanynucleophilicreagents.Basedonthenucleophilityoftertiaryenamidesandtheelectrophilityofiminium,wesystematicallystudiedtheintramolecularnucleophilictandemreactionsofthetertiaryenamides.Wehaveestablishedanovelandefficientmethodfo

8、rrapidconstructionofpyrrole[2,1-a]isoquinolineandindolizino[8