芳基格氏试剂与 N-烯基酰胺的 N-芳基化反应及其机理研究

N-alkenyl amide is an important structure for the construction of complex bioactive materials. For the reaction sensitivity of different N-alkenyl amide structures, in this project, the reactions of different active aryl Grignard reagents with N-alkenyl lactam and chain N-alkenyl amide will be studied. The reactivity, stereoselectivity and the product distributions will be analyzed. The influence factors of C=O and C=C groups of N-alkenyl amide on N-arylation will be discussed. The reaction mechanism will be explored by density functional theory (DFT) combining with the results of experiments. New insights will be provided for riching the N-arylation method and synthesis methodology of amide active compounds.

N-烯基酰胺是构建复杂生物活性物质的重要结构。针对不同结构的 N-烯基酰胺的反应敏感性，本项目拟开展具有不同活性的芳基格氏试剂分别与内烯酰胺和开链 N-烯基酰胺的反应研究，比较其反应活性、立体选择性和产物分布，探讨 C=O 和 C=C 基团对反应中实现 N-芳基化的影响因素；通过密度泛函理论 DFT 与实验相结合的方法研究 N-烯基酰胺分子结构与反应性能的对应关系，揭示芳基格氏试剂与 N-烯基酰胺的反应规律，探明反应机理。为实现烯酰胺的 N-芳基化及丰富酰胺类活性物质的合成方法学提供新思路。

开展了系列取代芳基格氏试剂与不同的N-取代吡咯烷酮的反应，考察了金属催化剂、有机小分子催化剂对反应的影响。合成不同 N－取代的烯酰胺，然后与芳基格氏试剂反应。优化反应条件，考察了反应产物分布，推测反应活性、化学选择性及相关规律，结果良好。研究了芳基格氏试剂与甲基丙烯酸乙烯酯的一锅法反应，确定了 2 种新的桥环内酯的结构；研究了炔基格氏试剂与一系列烯醇酯的反应，确定了炔二醇和炔三醇的结构和构型。比较了这两种反应的区别，考察了反应中 C=O 基团和 C=C 键参与的重排反应；筛选溶剂和催化剂，优化反应条件；推导了重排反应机理。该研究发现了 2 类新化合物的合成方法，即桥环内酯和芳基取代 1,3,5-三醇。为潜在的生物活性分子的砌块及合成提供了新方法。研究了以二氧化氮为硝化试剂，芳烃的硝化方法，筛选了不同的金属催化剂，进行了溶剂或无溶剂液相条件下的优化，考察不同反应的催化活性和硝化反应重复性，改进反应条件。结果表明无溶剂液相酸化 SO42-/WO3 催化剂具有较好的效果。该研究发展了环境友好的无溶剂液相硝化方法和合成硝基化合物的方法，具有一定的应用前景。采用 MP2 量子化学方法研究了磷化氢衍生物和双卤分子间的弱相互作用，从几何图形、原子分子理论、自然键轨道分析、键电荷密度、相互作用能和能量分解等角度探讨了不同分子间形成卤键和磷键的的作用机理。探讨了取代基效应；结果表明所有的取代基都能形成卤键，卤键有三种类型，而部分取代基才能形成磷键；卤键的作用能大于磷键。弱键的形成主要发生了电子转移作用，卤键电子转移引起的极化效应大于磷键。能量分解表明卤键以静电作用为主，磷键以色散力为主。该研究为含磷配体及化合物的合成提供了理论依据。