苯硼酸催化N芳基甘氨酸乙酯与羧酸的直接酰胺化反应

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1、苯硼酸催化N-芳基甘氨酸乙酯与羧酸的直接酰胺化反应PhenylboronicAcid-CatalyzedDirectAmideFormationbetweenEthylN-ArylglycinatesandCarboxylicAcids学科专业：有机化学研究生：沙文彬指导教师：黄文华副教授天津大学理学院二零一三年五月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作

2、的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要酰胺键极为普遍的存在于自然界和人工合成的化学品中。因此，酰胺键的形成在实验室和工业生产中都是

3、十分重要和常见的反应。但是传统的酰胺合成方法，使用化学计量的羧酸活化试剂和添加物，不符合当前倡导的绿色化学的要求，因此亟待开发环境友好、高效和经济的新方法。而近年来新兴的硼化合物催化羧酸与胺直接缩合形成酰胺——直接酰胺化反应——就是这些新方法中最有希望的一种替代途径。这些含硼催化剂包括芳基硼酸、脂肪硼酸、硼酸和其他一些硼的化合物。但是，这些硼催化剂大多制备过程复杂，也难以方便、经济的获得，限制了其潜在的应用与进一步的研发；同时，这些催化剂适用的底物范围通常都很狭窄，尤其是对于仲胺和芳香胺，往往催化效果很差或者全无。本文研究了方便易得，但之前的研究中却很

4、少应用的苯硼酸催化低亲核性的芳香仲胺——N-芳基甘氨酸乙酯——与各种羧酸的直接酰胺化反应。以N-乙酰基-N-苯基甘氨酸和N-苯基甘氨酸乙酯分别作为羧酸和胺的模型底物，尝试了很多酰胺合成中常见的活化试剂，结果均不能得到二者形成的二拟肽。即便采用将羧酸底物利用草酰氯转变为酰氯，再与胺反应，也未能得到目标酰胺，却意外的得到了α-酮酰胺。之后发现以硼化合物作为催化剂，可以得到二者形成的二拟肽。通过筛选和优化反应条件，发现苯硼酸可以很好地催化此直接酰胺化反应，目标二拟肽的收率可达72%。这是第一个此类氨基酸在硼化合物催化下直接形成二拟肽类化合物的例子。之后换用不

5、同的底物组合，合成了18个二拟肽或酰胺化合物，收率在13-73%之间；同时，这些底物中酰基、缩醛保护基并不影响。这些结果表明，苯硼酸可以作为一种有效、经济和方便的直接酰胺化反应的催化剂。这也扩展了硼化合物催化直接酰胺化反应中胺的范围，改变了以往的此类研究中，只能合成一些简单二级或三级酰胺的现象。此外，分别从苯甲醛、茴香醛和对氯苯甲醛出发，通过多步骤反应制备了六个新的N-（3-甲酰基苯基）甘氨酸衍生物。但是，利用苯硼酸催化这些N-芳基甘氨酸衍生物形成二拟肽时，收率很低。关键词：苯硼酸二拟肽直接酰胺化催化绿色化学N-芳基甘氨酸衍生物ABSTRACTThea

6、midelinkageisubiquitousinNatureandsyntheticchemicals.Therefore,amideformationisaprevalentandkeyreactioninlaboratoriesandindustries.Conventionalapproachesforamideformationthatutilizingstoichiometriccouplingreagentsandadditives,whichdonotmeetthecontemporaryrequirementsofgreenchemi

7、stry,sodevelopingenvironmentallybenignandversatilealternativemethodshavebecomeoneofthechemists’grail.Amidthenewgenerationofamide-formingreactions,boroncompound-catalyzeddirectamideformationhasemergedasthemostpromisingone.Theseboron-basedcatalystsincludevariousarylboronicacids,al

8、kenylboronicacids,boricacid,etc.However,mostoft