铜催化激活醇作为亲电试剂的有机合成反应研究

过渡金属催化激活醇作为亲电的烷基化试剂是近年来绿色有机合成化学中的重要进展之一。针对目前过渡金属激活醇作为亲电试剂的有机反应局限于钌、钯、铟等贵金属络合物催化剂及其及反应存在的不足，本课题拟建立铜催化激活醇作为亲电试剂的有机合成反应研究体系；基于铜催化设计并探索过渡金属催化激活醇的新型碳-碳键形成反应、碳-氮键形成反应、碳环、杂环形成反应等等；探索铜催化激活醇作为亲电试剂的反应机理。为铜催化反应在有机合成中的应用开辟新的领域，充分扩展醇作为亲电反应试剂在有机合成中的应用范围，为理解过渡金属激活醇反应提供研究新思路。

胺的N-烷基化反应是一类很重要的碳-氮键形成反应。传统的胺N-烷基化反应是在当量碱的参与下，通过胺和卤代烷反应来实现。最近，过渡金属催化“氢自动转移”(“借氢反应”）引起了广泛关注。在过渡金属催化剂的参与下，醇首先脱氢形成醛，醛和胺缩合生成亚胺，亚胺再加氢生成烷基化产物。由于高原子经济性和只生成水作为副产物，所以过渡金属催化“氢自动转移”很有发展前景。但是，大部分研究只是使用醇来带代替卤代烷作为烷基化试剂，醇和卤代烷在区域选择性的差异还没有被意识到。. 2-(N-烷基氨基)苯并噻唑是许多生物活性化合物的重要的结构单元,它们也展现了广泛的生理和药理活性。直接的烷基化2-氨基苯并噻唑衍生物显然是合成2-(N-烷基氨基)苯并噻唑的最简单的方法。 但是使用卤代烷作为烷基化试剂，反应只能生成3-烷基-2-亚氨基苯并噻唑而不能生成2-(N-烷基氨基)苯并噻唑，因为噻唑环的环内氮比环外氮的碱性更强。我们使用铜/碱催化体系，使用苄醇作为试剂，经过简单的烷基化反应合成2-(N-烷基氨基)苯并噻唑衍生物。. 使用铜/碱催化烷基化反应合成2-(N-烷基氨基)苯并噻唑衍生物时发现只有苄基醇有效，而且2-氨基唑的类型也局限于2-氨基苯并噻唑衍生物。因此，我们使用铱/碱体系来经烷基化反应合成2-(N-烷基氨基)唑衍生物，反应对苄基醇和脂肪醇都十分有效。因此，这种方法更通用。 . 意识到醇不同于卤代烷在区域选择N-烷基化反应上的不同潜力，我们又将铱/碱体系扩展到烷基花2-氨基恶唑衍生物合成2-(N-烷基氨基)恶唑衍生物。反应在弱碱参与下就能发生，而且反应不仅对伯醇有效，对仲醇也高度有效。.选择性的N-单甲基化芳香胺是一个挑战性的难题，我们使用[Cp*IrCl2]2/NaOH 体系，以甲醇作为烷基化试剂，实现了选择性的N-单甲基化苯胺，苯磺酰胺和2-氨基唑衍生物。. 在[Cp*IrCl2]2/NaOH的参与下，区域选择性的烷基化2-氨基嘧啶和2-氨基喹唑啉衍生物到2-(N-烷基氨基)嘧啶和2-(N-烷基氨基)喹唑啉，产物的产率达到71-96%。