论文总字数：22019字

摘 要

含氮杂环化合物是许多生物活性分子和天然产物的重要结构单元，广泛应用于农药、医药和材料化学等领域。多组分反应能够快速高效的构建结构多样性及复杂性的分子，是一种合成杂环化合物的重要方法。本论文主要以端炔为基本模块，开展了两分子炔与一分子亚胺参与的三组分反应，从而建立了二氢吡啶的合成新方法。主要内容包括：

1. 以金属化合物为催化剂，一分子亚胺与两分子丙炔酸甲酯发生三组分反应，一锅法获得二氢吡啶类化合物；

2. 通过对催化剂的筛选及条件优化得出在以氯化亚铜作催化剂，二氯乙烷作溶剂加热回流条件下，可获得中等收率的二氢吡啶杂环；

3. 用¹H NMR、¹³C NMR等手段对产物结构进行了表征并对机理进行了探讨。

关键词：多组分反应 二氢吡啶 炔

ABSTRACT

Nitrogen-containing heterocyclic compounds are important structure units of many biologically active molecules and natural products. These compounds are also widely applied in the fields of pesticides, medicine and material chemistry. Multicomponent reactions (MCRs), which can construct diverse and complex molecules with high efficiency and good atom economy, are a significant tool for the synthesis of heterocycles. This thesis primarily takes terminal alkyne as a basic module, and conductes the three-component reactions of 2-molecules alkynes reacting with 1-molecule imine. It was a new method to synthesize dihydropyridines. The contents were briefly described as follows.

1. Taking the metal compound as the catalyst, 1-molecule imine can react with 2-molecules methyl propiolate to the dihydropyridines in the way one-pot.

2. The effects of catalysts were studied and the reaction conditions were optimized. The results showed that good yields of dihydropyridines can be obtained when using CuCl as the catalyst in DCM solvent.

3. The structures of the products were confirmed by ¹H NMR, ¹³C NMR and the reaction mechanism was studied.

KEYWORDS: Multicomponent Reactions; dihydropyridine; Alkyne

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1 前言 1

1.2 含氮六元杂环的研究价值 1

1.3 多组分反应的研究 3

1.3.1 多组分反应简介 3

1.3.2 多组分反应的优点 5

1.3.3 炔参与的多组分反应在氮杂环合成中的研究 5

1.3.4 多组分反应的发展策略 8

1.4 本文的立题依据和研究思路 8

第二章 CuCl催化一锅法合成二氢吡啶类化合物 10

2.1 引言 10

2.2 实验部分 11

2.2.1 实验试剂和仪器 11

2.2.2 实验方法 12

2.3 结果与讨论 12

2.3.1 催化剂、溶剂、温度对反应的影响 12

2.3.2 亚胺与丙炔酸甲酯的多组分反应 13

2.3.3 产物结构表征 14

2.3.4 反应机理 16

2.4 小结 16

第三章 结论与展望 18

3.1 结论 18

3.2 展望 18

参考文献 19

附录 23

攻读学士学位期间发表的文章 28

致谢 29

第一章 文献综述

1.1 前言

含氮杂环化合物是一类非常重要的物质，几乎占了已知有机化合物总数的三分之二^[1]，具有广泛的生物活性和药理活性^[2]，例如：除草、杀虫、杀菌、抗消炎等，而且常被开发成染料、农药、医药等新品种及其他化工产品的结构组成单元^[3]，它们这一特殊的地位促使许多新合成方法的建立和发展。多组分反应(Multicomponent Reactions, MCRs)能够高效快速的构建结构多样性和复杂性的分子，具有较高的原子经济性，反应条件温和，操作简便，环境友好，引起了化学家和药物工作者极大兴趣，逐渐成为有机合成发展的趋势之一^[4-5]。近年来，多组分反应已经被广泛地用于药物设计和复杂天然产物的合成中（图1）^[6]。

图1-1 含氮杂环应用举例

1.2 含氮六元杂环的研究价值

1. 光电材料领域

利用可再生能源已经成为21世纪科技发展的一个重要挑战。清洁、丰富的太阳能被认为是未来能源的主要资源。因此，许多吸光设备和太阳能敏化电池（DSSCs）都受到了特别的关注。在 DSSCs中，染料被认为是至关重要的部分，对于它的研究主要集中在优化和发展新的增敏剂上^[7]。由于钌资源有限，有机光敏化剂价格低廉，容易修饰，高的摩尔吸光系数吸引了许多的关注。

例如Ghaddar等人^[8]报道的TG6染料，由于吡啶配体的加入，使得体系的共轭长度得到延伸，从而使得它具有很高的吸光系数，吸光范围可达到光谱的可见区域（780-380 nm）。过渡金属中心和配体之间的结合形成了稳定的能量体系，因此染料有较高的效率。光电转换效率可达5.8%，电池电压V_OC 为0.75 V。此外，配体上疏水性烷基基团的存在，可以保护该复合物不会由于水的诱导作用而从TiO₂的表面解析出来，提高了DSSCs的稳定性。

2. 制药领域

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