丁三烯、环丙烷与双键的[3+2]环加成反应方法学研究

丁三烯、环丙烷与双键的[3+2]环加成反应方法学研究
本文主要研究了丁三烯与双键的[3+2]环加成反应、DA(donor-acceptor)-环丙烷与羰基的交叉[3+2]环加成串联反应、以及DA-环丙烷与异氰酸酯的活性碳氮键的平行[3+2]环加成串联反应。

同时也对麦角类生物碱的不对称全合成进行了探索,全文共分为五章:第一章综述了[3+2]环加成反应的研究进展,对1,3-偶极[3+2]环加成反应,过渡金属催化的[3+2]环加成反应,丙二烯的[3+2]环加成反应,以及DA-环丙烷的开环[3+2]环加成反应进行了全面总结。

第二章在总结累积烯烃与芳香醛的反应进展以及丁三烯参与的反应类型基础上,发展了 PBu3催化的丁三烯分别与芳香醛或α,β不饱和羰基化合物之间
的两类区域选择性[3+2]环加成反应,构筑了一系列多取代2,5-二氢呋喃衍生物或含有季碳中心的环戊烯类衍生物。

两类反应表现出不同的区域选择性:前者是由丁三烯的α位首先进攻芳香醛的羰基进而关环,生成多取代2,5-二氢呋喃衍
生物,而后者是通过丁三烯的γ位首先进攻α,β-不饱和羰基化合物的双键进而关环,生成含有季碳中心的环戊烯类衍生物。

机理研究证明不同的区域选择性主要是受底物分子之间空间位阻的控制。

第三章基于对构筑含有桥氧复杂结构方法的总结,发展了一类全新的Lewis acid
催化的环氧重排/DA-环丙烷与醛酮的分子内交叉[3+2]环加成串联反应,该反应在温和条件下可一步构筑一系列含有复杂并环或螺环结构的桥氧-[n.2.1]骨架。

其中与DA-环丙烷发生交叉[3+2]环加成反应所需的羰基是通过环氧重排反应原位生成,用普通方法不易制备。

该串联反应普适性强,对脂肪族和芳香族环氧底物都适应。

通过机理研究证明反应表现出单一的非对映选择性是受Lewis acid与底物
的络合作用控制。

第四章在总结构筑吡咯[1,2-a]吲哚骨架的基础上,成功发展了一类Curtius重排/DA-环丙烷与异氰酸酯的活性碳氮键的分子内平行[3+2]环加成串联反应,高效构筑了一系列含有吡咯[1,2-a]吲哚骨架的化合物。

其中与DA-环丙烷发生平行[3+2]环加成反应所需的异氰酸酯是通过
Curtius重排反应原位生成,用普通方法不易制备。

DA-环丙烷与异氰酸酯的反应表现出单一的区域选择性。

第五章制备了手性炔丙醇S-(+)-5-3,并以它为关键中间体探索了麦角碱(+)-cycloclavine的不对称全合成,实现了手性传递的aza-Cope-Mannich反应,同时设计了串联反应策略探索(+)-cycloclavine的全合成。

针对麦角碱fumigaclavine A的全合成制备了关键中间体5-47,为完成其全合成奠定了基础。

全文对[3+2]环加成反应的合成方法学进行了拓展,完成了不同类型环状化合物的构筑,为构建复杂结构天然产物的骨架提供了高效的合成策略。

也对麦角碱类天然产物全合成进行了有益的探索。