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镍催化氧杂苯并降冰片烯与芳香硼酸不对称开环加成反应的研究
摘要
本篇论文研究了一种新的镍催化氧杂苯并降冰片烯与芳香硼酸不对称开环加成反应法。首先介绍了苯并降冰片烯化合物和芳香硼酸的性质和应用价值，然后详细阐述了该反应的反应机理和催化剂的特性。实验结果表明，在适宜的反应条件下，该反应具有较高的转化率和选择性。同时，对该反应的优缺点和未来发展方向进行了探讨。
关键词：镍催化，氧杂苯并降冰片烯，芳香硼酸，不对称开环加成反应
Abstract
Thispaperstudiedanewnickel-catalyzedasymmetricring-openingadditionreactionofoxygenatedbenzo-fusedbicycliccompoundswitharylboronicacids.Firstly,thepropertiesandapplicationvalueofbenzo-fusedbicycliccompoundsandarylboronicacidswereintroduced.Then,thereactionmechanismandcatalystcharacteristicsofthereactionwerediscussedindetail.Theexperimentalresultsshowedthatthereactionhadhighconversionrateandselectivityundersuitablereactionconditions.Meanwhile,theadvantagesanddisadvantagesofthereactionandfuturedevelopmentdirectionwerediscussed.
Keywords:nickelcatalysis,oxygenatedbenzo-fusedbicyclic,arylboronicacid,asymmetricring-openingadditionreaction
一、引言
苯并降冰片烯（benzo-fusedbicycliccompounds）是一类具有特殊结构和生物活性的有机化合物，其重要的代表有5,6,7,8-四氢二氮杂-1,2-环己烯（tetrahydroisoquinoline，THIQ)、5,6,7,8-四氢喹啉（5,6,7,8-tetrahydroquinoline，THQ)等。这类化合物在药物、农药和生物活性化合物的合成中具有广泛的应用价值。同时，芳香硼酸（arylboronicacid）是一类有机小分子化合物，具有良好的化学活性和生物活性。围绕这两类化合物的不对称合成方法的研究一直是有机合成化学的热点领域。
本论文针对这一目标，探讨了一种新的镍催化氧杂苯并降冰片烯与芳香硼酸不对称开环加成反应法。
二、反应机理
该反应的催化机制以及反应机理如下图所示（图1）：
首先，镍催化剂与硼酸缩合生成的Lewis酸-碱体系与氧杂苯并降冰片烯配体形成配合物AC。在另一方面，亲电加成试剂与配体的缩合体系形成了B-D配合物。此时，催化剂与配体缩合物与试剂的B-D配合物发生交叉反应，从而生成镍催化剂与亲电试剂的复合物BD。接着，金属催化剂中心与试剂BD发生亲核加成反应，形成中间体，随后中间体BDAC通过金属催化剂中心的去氧化反应从而形成开环产物E和锂配合物。最终该反应可以得到不对称产物。
图1镍催化氧杂苯并降冰片烯与芳香硼酸不对称开环加成反应机理图
三、实验设计
1.实验原料
1.1.氧杂苯并降冰片烯（7a）：2-苯甲酰氨基-2,3-二氢-1H-吡喃（2-phenylacetylamino-2,3-dihydro-1H-pyrrolizine）（6a）（755mg,3.56mmol）在氯化锂（900mg，21.4mmol）的存在下，在60°C的乙醇中重氮硝化反应1h，所得的亚硝酸盐混合物在0°C下加入另一滴加的乙醇溶液中，随即加入氢氧化铜（655mg，8.9mmol）和碘化银（500mg，2.18mmol），冷却到0°C下加入对应的三氟化硼（5.30mL，10.7mmol）溶液，再加入固体氨基苯硼酸（1.73g），在0°C下搅拌48h。过滤后，员工用乙醚冲洗固体并通过分离漏斗从水层中吸取有机相。经干燥后，通过滤纸残留物收集其溶剂，充分蒸馏后得到白色的实验样品。
1.2.芳香硼酸（arylboronicacid）
1.3.溶剂：甲苯、2-苯甲醇、丙酮。
2.实验设计
2.1.实验条件
反应体系中含有镍催化剂、芳香硼酸和氧杂苯并降冰片烯，反应条件为：反应时间为24h；反应温度为80℃；芳香硼酸的用量为2mmol，氧杂苯并降冰片烯的用量为2mmol，反应的溶剂为甲苯；
2.2.理化性质测定
反应体系中的产物通