N-杂环卡宾催化氧化的吡唑啉酮的合成
毕业论文关键词：N-杂环卡宾、吡唑啉酮
N-Heterocycle Carbene Catalyzed Oxidative Synthesis of Pyrazolone
Abstract: The cascade reaction of 1-phenylhydrazine hydrochloride and α,β-unsaturated acyl azolium generated from the oxidation of the Breslow intermediate derived from enal and NHC could deliver the pyrazolone derivatives successfully. This method provides a new access to pyrazolone and features wide application scope and mild reaction condition. Besides, it also gives a good extension of NHC-catalyzed reaction in the field of organocatalytic synthesis.
Keywords: N-heterocyclic carbene; pyrazolone compounds
1 前言
1.1 选题依据及意义
含氮杂环化合物普遍的存在于自然界中且种类繁多，数量庞大。许多的杂环化合物都是与生命有关的重要的化合物，比如说抗生素、色素、核酸等[1]。除此之外，许多的的杂环化合物被人们所合成，在与人类的生产生活息息相关的领域当中被广泛的应用。由此我们可以看出，有机化学中杂环化合物占据着不可替代的地位。
然而许多杂环化合物的合成常常需要经过很多的反应步骤来完成，分离和提纯的步骤十分复杂、繁琐，而且不论从经济效益还是环境效益方面来说，都差强人意。但本文采用的串联反应，在反应过程中不需要分离中间体，而且它具有较高的成健效率，且它的反应体系温和对环境友好，因此在天然产物骨架构建方面备受合成化学工作者的青睐[2]
在有机化学领域里，用NHC作为催化剂的串联反应目前更是广受化学家们的关注，因为该类反应在构建杂环化合物的过程中，经济效益良好，并且整个反应体系温和且不需要金属参与。特别是近几年来，NHC催化反应发展迅速，化学研究者对它进行了大量的研究、报道。除了早期的安息香反应和Stteter反应外，开环聚合反应，高烯醇化合物的形成和酯基转移反应也已经被报道出来。这些反应的发现，为NHC的研究提供了新的发展前景。如今，NHC催化反应底物范围已经从醛发展到麦克尔受体，烯酮，羧酸衍生物。
本篇文章利用NHC催化，成功的通过串联反应合成了吡唑啉酮衍生物，该反应不仅为吡唑啉酮的骨架构建提供了一个新的策略，而且拓展了NHC在有机催化中的应用范围。
1.2 吡唑啉酮衍生物的串联合成
吡唑啉酮类化合物是重要的有机化合物，广泛存在于在天然产物、药物分子及材料分子中。含有吡唑啉酮骨架的许多天然产物具有杀虫、杀菌、抗肿瘤及作为生长激素调节植物生长等生物活性，并且吡唑啉酮类化合物还具有良好的萃取和配位性能,在固态下的一些衍生物还表现出良好的光致变色性质，这使得该类化合物在材料领域具有非常广泛的潜在应用价值[3-5]。但以前人们使用的方法，不是原料制备困难，就是反应步骤复杂，不利于生产生活中的实际应用。
在2004年，Townes等人报道了一种合成吡唑啉酮衍生物的方法，这种方法在合成过程中要经过很多步骤，而且对实验条件要求非常的苛刻[6](图1)。
Townes报道的吡唑啉酮衍生物
在2010年，Zhu课题组使用肉桂酸甲酯和苯肼发生反应，合成了吡唑啉酮衍生物[7] (图3），这种方法虽然在产率上达到了令人较为满意的结果，但却在存在一定的缺点，那就是发生的苯肼不易保存，在反应过程中容易被氧化。