铜催化卤代芳烃氨基化反应研究毕业设计

太原工业学院毕业论文

铜催化卤代芳烃氨基化反应研究

摘 要

含氮杂环化合物因其具有生物活性在制药以及农药工业领域具有重要的地位。例如喹唑啉酮、二氢喹唑啉酮和苯并咪唑及其衍生物等含氮杂化合物已经展现出各种优越的生物药物活性，如镇静催眠、抗惊厥、止咳、抗菌、利尿、抗抑郁等。目前，这些含氮杂环化合物的合成大多依赖2-氨基苯甲酸、2-氨基苯甲酰胺或1，2-二氨基苯衍生物，但是此类芳香胺的制备方法并不容易。

幸运的是我们开发出了一种简单的铜催化卤苯胺化反应，可以很好的解决这个问题。我们用NaN3为氨源，在乙醇中，用铜催化邻位取代卤苯发生Ullmann反应，生成产率较好的2-氨基苯甲酸、2-氨基苯甲酰胺和N-（2-氨基苯基）乙酰胺衍生物。这个Ullmann类反应大致经历了邻位取代卤苯与NaN3偶联得到邻取代叠氮苯，之后被乙醇还原的过程。其中乙醇既是溶剂也是还原剂。

此方法具有经济性和实用性，而且，合成的芳胺类产物可以广泛的被应用于含氮杂环类化合物的合成中。

关键词：铜催化;Ullmann反应;NaN3;芳胺化

[4]

I

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COPPER CATALYZED REACTION OF HALOGEATED

AROMATIC AMINE

ABSTRACT

Nitrogen-containing hetrocyclic compound in the formation of biologically active drugs or agents play an important role in the pharmaceutical and agrochemical industries. For example, quianzolinone derivatives，dihydroquinazolinones and benzimidazoles al e now known to show various useful biological and medicinal activities，such as hypnotic，sedative，analgesic，anticonvulsant，antitussive，antibacterial，diuretic，antihistamine，antidepressant and so on．At present,their preparation depends on the availability of the requisite

2-aminobenzoic

acid

derivatives,2-aminobenzamide

derivatives

and

1,2-diaminoarene derivatives．But the previous preparation methods of thosearylamines are not convenient．

Fortunately,we have developed a simple copper-catalyzed amination of o-functionalized haloarenes using NaN3 as the amino source in ethanol，and the corresponding 2-aminobenzoic acid，2-aminobenzamide,and N-(-2aminophenyl) acetamide derivatives were obtained in good to excellent yields．The protocol undergoes one-pot Ullmann-type coupling of ortho-functionalized haloarenes with NaN3 to give orthofunctionalized azidoarenes，followed reduction with ethanol，and ethanol acted as solvent and reductive agent.

The method is of economical and practical advantages，and the synthesized compounds can be widely used in the synthesis of various nitrogen-containing heterocyclic compounds．

KEY WORDS：Copper catalyst;Ullmann reaction;Sodium Azide;Amination

II

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目 录

1.引 言 ............................................................... 1 2.Ullmann反应 .......................................................... 3 2.1 Ullmann反应的发展历史 ........................................ 3 2.2 Ullmann反应的研究领域 ........................................ 4

2.2.1 C-N 键的形成 .................................................. 4 2.2.2 C-C 键的形成 .................................................. 6 2.2.3 C-O键的形成 ................................................. 10 2.2.4 C-S 键的形成 ................................................. 10 2.2.5 C-P 键的形成 ................................................. 11 2.3 Ullmann反应的影响因素 ........................................11 2.4 对Ullmann反应的结论和展望 ....................................13 3.喹唑啉酮、二氢喹唑啉酮、苯并咪唑等含氮杂环化合物的合成进展........... 15 3.1 喹唑啉酮及其衍生物的应用及合成方法 .............................15

3.1.1喹唑啉类化合物的应用 ......................................... 15 3.1.2 喹唑啉类化合物合成方法 ....................................... 16 3.2 二氢喹唑啉酮及其衍生物的合成方法 ...............................18 3.3 苯并咪唑及其衍生物的应用及合成方法 .............................18

3.3.1苯并咪唑及其衍生物的应用 ..................................... 19 3.3.2 苯并咪唑类的合成 ............................................. 21 4.一级芳香胺的合成进展 ................................................. 22 4.1 催化加氢还原芳香硝基化合物制备芳胺 .............................22 4.2 CO/H2O还原法制备芳胺 .........................................24 4.3 金属还原法 ...................................................24 4.4 金属氢化物还原法 ............................................25 4.5 硫化碱还原法 ................................................25 4.6 电化学还原法 ................................................26 4.7 过渡金属催化一级芳香胺的合成 ...................................26

III

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5.结论 ................................................................. 28 参考文献 ............................................................... 29 致谢 ................................................................... 30

IV

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1引 言

杂坏化合物是分子中含有杂环结构的有机化合物，即构成环的原子除碳原子外还至少含有一个杂原子，包括氧、硫、氮等。杂环化合物种类很多，占全部有机化合物的三分之一，是非常重要的一个部分。对生物化学和药学而言，杂环化合物占有突出地主要位。因为许多有关生理活性的化合物大多属于杂环化合物，他们的药用价值是显著的。许多的合成药往往含有杂环。而且杂环的重要性不仅局限于其生理活性和药用价值，他们在合成染料高分子材料中也有广泛的应用

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。

在杂环化合物中，含氮杂环因其活性和药用价值在制药和农药工业中有重要的地位。如人体免疫缺陷病毒(HIV)药物ddI，抗肿瘤药物六甲蜜胺、氟脲苷，抗乙肝病毒药物盐酸万乃洛韦，农药如百草枯，咪唑乙烟酸等，图1-1都是含氮杂环化合物。

图1-1 几种含氮杂环药物和农药

在所有含氮杂环化合物中，喹唑啉酮及其衍生物是一类很重要的化合物。它们具有许多有用的生物、药用活性，如镇定安眠、止痛、抗痉挛、止咳抗菌、抗糖尿病、消炎、抗癌等。而且，许多包含此核心结构的用于治疗癌症的药物已经上市或在临床试验中，如雷替曲塞（Raltitrexed,治疗直肠癌），Ispinesib（用于治疗非小细胞肺癌，Ⅱ期临床研究）和Tempostatin(用于治疗膀胱癌，Ⅱ期临床研究)。

二氢喹唑啉酮具有广泛的生物学、药用和药理学作用，而且是抗癌菌素、抗生素、退热剂、止痛剂、利尿剂、抗组胺剂和抗抑郁剂的组成部分。

苯并咪唑也是一类很重要的含氮杂环化合物，在酶抑制剂、药物、有机发光二极

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