开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
一、课题背景
C-H键是有机化合物中存在最为基础、广泛的化学键,对C-H键进行合理的转化能够得到经济价值和应用价值更高的有机化合物。经典的化学理论认为C-H键是惰性的化学键,只有在特殊条件下才能发生化学反应,且反应进程较难控制,在传统的有机合成中,构筑C-C键一般需要进行底物的预官能团化,不仅繁琐,且废物较多,原子利用率低下。
随着金属有机化学的发展,过渡金属催化活化C-H键的方法己经成为有机合成中不可或缺的一部分,近十几年来该领域己受到化学界的高度关注,已经报道的应用于碳氢键活化的过渡金属有钯、钌、铱、铑、钴等。基于C—H键的活化策略可以从简单的碳氢化合物出发,不需要繁琐的预官能团化处理,大大缩短了反应步骤,是最经济、简洁和高效的合成途径,符合“环境友好化学”和“原子经济化学”的原则。
- 要解决的问题
吲哚作为一类生物碱,其衍生物在自然界分布很广,许多天然化合物的结构中都含有吲哚环,有些吲哚的衍生物与生命活动密切相关,所以吲哚也是一个很重要的杂环化合物。大量的实验研究表明,吲哚骨架上取代基不同,其展现出的生物学特性也不尽相同。因此,如何快速高效的在吲哚骨架上引入不同的取代基,成为了当今研究的热门,而过渡金属催化的碳氢键活化无疑发挥着巨大的作用。
随着人们的深入研究,使用钯催化剂的C-H键活化最为成熟,但是其也有难以避免的缺陷,如:官能团耐受性差、底物范围窄和催化剂用量大等。因此,发展其他过渡金属的催化剂,如:钌、铱、铑、钴等,变得很有研究的意义。其中,铑催化剂由于具有广泛的底物耐受性和较高的反应活性和选择性,逐渐成为碳氢键活化中常用的催化剂。所以,利用铑催化碳氢键活化从而实现吲哚骨架C-2位的官能团化具有非常重要的研究价值与必要。
- 可行性分析
铑催化的碳氢键活化反应被首次报道于2007年,随后就得到了迅猛的发展。
2010年,Fagnou小组用Cp*Rh(Ⅲ)催化剂实现了吲哚C-2位官能团化。该小组利用吲哚酰胺与炔烃反应实现了吲哚C-2位烯基化,反应具有很好的区域选择性。
2012年,我们课题组使用Cp*Rh(Ⅲ)催化对甲苯磺酰叠氮和吲哚嘧啶的反应,成功在吲哚C-2位实现了磺酰胺基化。
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