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摘 要

过渡金属催化惰性碳-氢键对极性不饱和π键的加成反应是一种构建含杂原子化合物的高效实用的方法。其中，惰性碳-氢对不饱和碳-氮键的催化加成反应特别适用于制备具有生物和药理活性的胺类化合物。自二十世纪六七十年代以来，过渡金属催化的偶联反应，已经在构建C-C、C-X(杂原子)的领域成就卓著，并引起科学界广泛的关注。该方法的高选择性、原子经济性、绿色环保等优点也使得其广泛应用于学术和工业化中。

本文是以1,2-氧氮杂环丁烷作为氨甲基化试剂，过渡金属钌催化，诱导1,2-氧氮杂环丁烷的氮氧键和碳碳键发生断裂开环反应，1,2-氧氮杂环丁烷和烯酰胺底物在过渡金属的催化下发生氨甲基化反应。该反应位点位于烯酰胺末端双键，得Z式氨甲基化产物。

总之，烯酰胺和1,2-氧氮杂环丁烷发生氨甲基化反应的化学和立体选择性高、官能团耐受性较好，但是反应也存在一定的局限性，譬如产率不高，最主要的原因就是烯酰胺化学性质不稳定，容易生成苯乙酮，有副产物生成。

关键词：过渡金属 氨甲基化 烯酰胺 1,2-氧氮杂环丁烷

Ruthenium-Catalyzed Selective Aminomethylation of Enamides

Abstract

Transition metal-catalyzed direct addition reaction of inert C‒H bond into polarized π bond represents an efficient and practical method for the construction of heteroatom-containing molecules. Among them, the catalytic addition reaction of C‒H to unsaturated C‒N bonds is particularly suitable for the preparation of various amine products of biologically relevant. Since the 1960s, excellent accompolishment has been made in the field of transition metal-catalyzed coupling reactions, which serve as an important method to construct carbon-carbon bonds and carbon-heteroatom bonds. The protocol is featured by high selectivity, atomic economy, as well as environmental benignity and has been widely used in the academic and industrial area.

In this thesis, we will report an efficient Ru-catalyzed aminomethylation reactions of enamides by using 1,2-oxazetidine as the aminomethylating reagent through the ring-opening reaction with the simultaneous cleavage of N‒O and C‒C bonds of 1,2-oxazetidine. The reaction occurred at the β-position of enamides to afford Z-selective aminomethylation products.

In summary, the present developed aminomethylation reaction is characterized by high chem- and regio-selectivity, good functional groups tolerance. However, the substrate scope is relatively limited. The possible reason is the inherent instability of enamides, which is prone to be hydrolyzed to acetophenone.

Key Words: transition metal；aminomethylation；enamides；1,2-oxazetidines

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1前言 1

1.2氨甲基化的进展 2

第二章 钌催化1,2-氧氮杂环丁烷开环的氨甲基化反应 9

2.1前言 9

2.2本章研究内容 12

2.3实验部分 14

2.4本章小结 15

2.5 附录 16

第三章 总结与展望 19

3.1 总结 19

3.2 展望 19

参考文献 20

鸣 谢 23

1. 文献综述

1.1前言

上个世纪六七十年代以来，过渡金属催化的偶联反应取得了举世瞩目的成就。它是构建碳-碳键和碳-杂键的重要工具。因其具有选择性高、原子经济性好、绿色环保等优点被广泛应用于学术和工业化中。而过渡金属作为高效的催化剂，可以突破传统有机反应的瓶颈，合成传统反应不能实现的反应，极大地丰富了有机化学的合成策略。

实际上，过渡金属催化的C-C键裂解可通过两个主要途径进行：（1）金属中心与金属之间的氧化加成活化C-C键，（2）β-碳消除。

过渡金属催化C-H和C-C键活化被认为是发展可持续合成化学非常有前景的策略。该策略可以将未活化的C-H键直接转化为C-C键和C-X（X为杂原子），是一种高效有力构建杂原子功能化的方式。过渡金属催化C-H键转化为C-N键的方法，适用于制备具有生物和药理活性分子的胺类化合物。大量的研究旨在设计不同的导向基团（DG）和配体（L），通过巧妙的方法和对各类过渡金属催化剂（例如钯，铑，钌等）的开发，使得C-H键的活化策略更具有更大的应用价值。

氨甲基芳香化合物广泛存在于天然产物、药物分子和功能材料中。氨甲基结构单元是许多药物分子的核心骨架。常用的胺化试剂有机叠氮化物，二噁唑酮和异氰酸酯，已被广泛用于将C-H键转化为C-N键中。然而，通过C-H键金属催化策略实现氨甲基化却鲜有报道。

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