借氢策略下 N-烷基化反应：绿色化学的新突破

借氢策略下 N-烷基化反应：绿色化学的新突破

【摘要】基于借氢策略的N-烷基化反应是一种具有高原子经济性和步骤经济性的绿色反应，近年来在有机合成领域引起了广泛关注。与其他N-烷基化方法相比，该反应具有三个突出的优点：第一，以醇为烷基化试剂，比传统卤代烃烷基化试剂更廉价、更绿色；第二，醇中的质子可直接作为氢源，无需添加额外的加氢试剂；第三，脱氢-缩合-加氢三个反应在一锅法中完成，唯一的副产物仅为一个水分子，具有高原子经济性和步骤经济性，与绿色化学的理念十分契合。以往借氢反应主要采用价格昂贵、毒性较大的铱和钌作为催化剂，随着社会对可持续合成化学的需求不断增加，开发资源丰富、廉价、低毒的金属催化剂十分必要。 针对此情况，本论文开发了一系列廉价的金属镍催化剂，并完成了以下三部分研究工作： （一）镍催化的酰肼和芳胺的烷基化反应 本章我们以三氟甲磺酸镍（Ni(OTf)_2）和富电子空间位阻双膦配体（dcpp）为催化剂，原位实现了醇类的N-烷基化反应生成酰肼和芳胺。该反应产率良好，且适用于含有多种功能团的底物。利用此方法我们一步合成了治疗帕金森综合症的药物。 （二）镍催化酰肼的不对称烷基化反应本章以Ni(OTf)_2和富电子且空间位阻的手性双膦配体（S-）为催化剂，原位实现了醇类的不对称N-烷基化反应合成酰肼，该反应具有良好的产率和较高的对映选择性。此外，我们还利用同位素标记实验验证了该反应的机理。（三）镍催化的借氢反应合成杂环化合物本章发展了一种广谱镍催化剂，实现了四氢喹喔啉、喹喔啉、5-7元氮杂环、四氢-β-咔啉和四氢喹啉等含氮杂环化合物的合成，反应均具有较高的产率。此外，我们还利用此方法合成了天然产物。 以上三部分工作，一方面高效合成了大量在医药、化工等领域十分重要的含氮化合物、杂环化合物和手性胺化合物，具有重要的实际应用价值；另一方面深化了人们对廉价金属催化性能的认识，为开发更多廉价金属催化提供了理论指导和实验支持，具有一定的理论创新意义。