论文题目：过渡金属催化烯炔反应构建多环天然产物分子骨架及其修饰
摘要：多环萜类化合物普遍地存在于自然界中,具有丰富多样的生理化学性质,也是众多药物、香料、化妆品的有效成分。如何选择性地对其分子的指定位点进行结构修饰,或者高效地构建其中的桥环、螺环等复杂多环结构,一直是林产化工领域的研究热点。本论文利用过渡金属催化烯炔反应,合成了具有双环[3.3.1]壬烯或者6/5/5稠合螺环结构的多环萜烯分子,并对一些多环天然产物分子进行了氟化和烯烃官能化的结构修饰。本论文首先通过金催化烯-联烯-炔类底物的环异构化反应,一步构建了双环[3.3.1]壬烯和6/5/5稠合螺环这两种复杂多环结构,以良好的产率成功合成了一系列包括吲哚基团在内的具有上述两种结构的萜烯分子。为了探索该金催化策略的潜在应用价值,本论文还进行了克级规模的放大试验和官能团转化实验,并对反应机理进行了研究,提出了金催化烯-联烯-炔的连续环异构化的反应机理。有机氟化学是目前的热门研究领域之一,引入氟原子会对生物活性分子的生理化学性质产生重大改变。本论文在以往研究基础上,将过渡金属催化同氟化反应结合,发现了线性烯炔乙酸酯类化合物可以在金催化剂和氟化试剂的共同作用下一步合成5-氟代环戊烯酮衍生物。论文随后根据相关文献和控制实验,提出了金（I）催化烯炔酯环异构化/亲电氟化反应机理。本论文还研究开发了一种以天然生物碱喹啉的酰胺类衍生结构为导向基团的非活性烯烃的马氏选择性氢烷基化方法。同以往的还原偶联相比,由于卤代烃同时具备氢源和烷基供体的双重作用,该方法避免了使用酸碱添加剂,具有更加广泛的官能团兼容性,并被成功地运用于内烯和远端烯烃的β-位选择性烷基化。根据自由基钟实验、同位素标记实验和相关文献,本论文提出了镍催化循环的反应机理。为进一步探索实用价值,本研究还对一些林源性生物活性分子进行了结构修饰,成功地制备了一些小分子药物前体,为药物的制备或者修饰改性提供了新思路和新途径。
关键词：过渡金属催化;烯炔;喹啉;马氏选择性氢烷基化;多环萜类化合物
学科专业：林产化学加工工程
致谢
摘要
abstract
论文缩略词语表
第一章 绪论
1.1 多环萜类化合物及其合成
1.1.1 含双环[3.3.1]壬烯结构萜类化合物
1.1.2 含稠合螺环结构萜类化合物
1.1.3 过渡金属催化合成多环萜类化合物
1.2 氟代环酮类活性分子及其合成
1.3 喹啉导向烯烃氢官能化修饰
1.3.1 非活性烯烃氢官能化修饰
1.3.2 天然生物碱喹啉导向烯烃氢官能化修饰
1.4 研究内容与意义
第二章 金催化烯-联烯-炔构建萜类双环[3.3.1]壬烯骨架
2.1 概述
2.1.1 过渡金属催化烯炔反应构造多环结构
2.1.2 金催化烯-炔-联烯类底物反应
2.2 研究内容
2.2.1 反应条件优化
2.2.2 底物拓展
2.2.3 克级规模实验与产品转化应用
2.2.4 反应机理研究
2.3 实验部分
2.3.1 仪器与化学品
2.3.2 底物制备
2.3.3 反应条件优化实验步骤
2.3.4 金催化合成双环[3.3.1]壬烯衍生物实验步骤
2.3.5 克级规模实验步骤
2.3.6 产品转化实验步骤
2.3.7 控制实验步骤
2.4 表征数据
2.4.1 原料表征数据
2.4.2 产物表征数据
2.5 本章小结
第三章 金催化烯-联烯-炔构建6/5/5 稠合螺环萜烯骨架
3.1 概述
3.2 研究内容
3.2.1 反应条件优化
3.2.2 底物拓展
3.2.3 克级规模实验与产品转化应用
3.2.4 反应机理研究
3.3 实验部分
3.3.1 仪器与化学品
3.3.2 底物制备
3.3.3 反应条件优化实验步骤
3.3.4 金催化合成6/5/5 螺环化合物实验步骤
3.3.5 克级规模实验步骤
3.3.6 产品转化实验步骤
3.3.7 控制实验步骤
3.4 表征数据
3.4.1 原料表征数据
3.4.2 产物表征数据
3.5 本章小结
第四章 金催化烯炔酯合成氟代环酮
4.1 概述
4.2 研究内容
4.2.1 反应条件优化
4.2.2 底物拓展
4.2.3 反应机理研究
4.3 实验部分
4.3.1 仪器与化学品
4.3.2 底物制备
4.3.3 反应条件优化实验步骤
4.3.4 金催化串联环化/氟化反应实验步骤
4.3.5 克级规模实验步骤
4.3.6 控制实验步骤
4.4 表征数据
4.4.1 原料表征数据
4.4.2 产物表征数据
4.5 本章小结
第五章 天然生物碱喹啉导向烯烃马氏选择性氢烷基化
5.1 概述
5.2 研究内容
5.2.1 反应条件优化
5.2.2 底物拓展
5.2.3 合成策略应用
5.2.4 反应机理研究
5.2.5 远端烯烃氢烷基化
5.3 实验部分
5.3.1 仪器与化学品
5.3.2 烯烃合成
5.3.3 反应条件优化实验步骤
5.3.4 镍催化烯烃氢烷基化反应实验步骤
5.3.5 产品转化实验步骤
5.3.6 控制实验步骤
5.4 表征数据
5.4.1 原料表征数据
5.4.2 产物表征数据
5.5 本章小结
第六章 总结展望
6.1 总结与创新
6.2 研究展望
参考文献
附图