钯催化C-H/N-H键交叉偶联反应

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摘要：磺酰胺结构单元广泛存在于各种药物和染料中，同时磺酰基是一种很好的胺基保护基团。本文首次实现了磺酰胺与缺电子烯烃之间的碳-氢/氮-氢键交叉偶联反应。通过对反应条件的优化，最后确认了反应的最佳条件：以有机氟试剂做氧化剂，甲烷磺酸做添加剂，在醋酸钯催化下形成新的碳氮键。本文还探索了该反应的底物适用范围，磺酰胺两侧底物范围较为广泛，缺电子烯烃受位阻影响较大。55301

毕业论文关键词：磺酰胺，缺电子烯烃，钯催化，交叉偶联反应

Abstract: Sulfonamide is a kind of important substrate, which is widely exist in drugs and dyes. Besides, sulfonyl is also a good protecting group to amino. The oxidative sulfonamidation of electron deficient olefins has been achieved for the first time. After screening the reaction conditions, the best reaction condition was confirmed: using the organic fluorine reagent as the oxidant, methane sulfonic acid as the additive and palladium acetate as the catalyst. This paper also explored the scope of the substrates with a variety of substituted sulfamides and electron deficient olefins. A wide range of substituted sulfamides can get good yield. However, the reaction is sensitive to the steric hindrance of the electron deficient olefins.

Keywords: sulfamide, electron deficient olefins, palladium catalyzed, cross-coupling reaction

1 引言 5

2 实验部分 6

2.1 实验仪器与试剂 6

2.2 实验步骤 6

3 实验结果 7

3.1 反应条件探索 7

3.1.1 氧化剂对反应的影响 7

3.1.2 添加剂酸对反应的影响 7

3.1.3 溶剂对反应的影响 8

3.1.4 催化剂钯对反应的影响 8

3.1.5 添加剂酸用量对反应的影响 9

3.1.6 有机氟试剂的用量对反应的影响 9

3.1.7 溶剂的用量对反应的影响 9

3.2 底物范围探索 10

3.2.1 缺电子烯烃范围探索 10

3.2.2 R1范围探索 11

3.2.3 R2范围探索 11

结论 12

参考文献 13

致谢 14

附录 15

1 引言

新键的形成是有机化学研究中的热点和重点，其中碳-氮键的形成占有极为重要的地位，其重要性仅次于碳-碳键。而双键上的碳-氮键形成较为困难，目前主要的方法是通过钯催化的Buchwald–Hartwig偶联反应（图1）[1]。

Buchwald-Hartwig 偶联反应

图1 Buchwald-Hartwig 偶联反应

这种方法需要预先在双键上进行卤化，反应的副产物是有毒有害的卤化物。因此，无论是从步骤经济性的角度还是环保的角度来看，都迫切的需要开发新的烯烃上的碳-氮键形成方法。通过钯催化的碳氢键活化形成新的碳-氮键的方法，可以直接从碳-氢键出发，一步形成新的碳氮键，且过程中不产生有害的卤化物，是一种符合绿色化学发展方向的新方法。然而，应用该类方法在芳香环上形成新的碳氮键的报道较多，采用直接碳氢键活化的方式，在烯烃上形成新的碳氮键的报道非常稀少。目前，这种新方法的底物适用范围还很窄，仅有酰胺、二芳胺和咔唑能实现相应的反应