论文总字数：16889字

摘 要

饱和酰胺类化合物作为一种生产医药、激素、香料、食品添加剂、农业化学品的重要物质^[1]主要由α,β-不饱和酰胺化合物的碳碳双键选择性还原制得，由于现有的反应体系大多需要使用贵金属作为催化剂，制备成本较高，且大多数还原反应操作繁琐、反应时间长、产率低，所以我们研究在常温下以锌粉作为还原剂，使用过渡金属镍催化α,β-不饱和酰胺与芳基卤代物发生交叉偶联反应来合成一系列具有应用价值的饱和酰胺类化合物及其衍生物，以求寻找新的、简单、高效的反应体系来对α,β-不饱和酰胺进行还原。

经过对镍催化剂种类的筛选以及对反应底物的拓展，结果表明：（1）当使用NiCl₂·glyme或NiBr₂·glyme作为镍催化剂时，反应效率较高，可达25%；（2）该反应体系对α,β-不饱和酰胺类化合物与芳基卤代物及其衍生物的交叉偶联反应广泛适用；（3）该反应可以作为一种温和快速、绿色经济的还原手段广泛运用于不饱和酰胺类化合物的还原过程当中。

关键词：饱和酰胺类化合物；α,β-不饱和酰胺；过渡金属催化；芳基卤代物；还原交叉偶联

Abstract

Saturated amide compounds as an important substance for the production of medicines, hormones, spices, food additives, and agricultural chemicals are mainly prepared by the selective reduction of the carbon-carbon double bonds of α, β-unsaturated amide compounds. Most of the reaction systems need to use precious metals as catalysts, the preparation cost is high, and most of the reduction reactions are cumbersome, long reaction time, and low yield, so we studied using zinc powder as a reducing agent at room temperature, using transition metal nickel to catalyze α , β-unsaturated amide and aryl halide cross-coupling reaction to synthesize a series of applied saturated amide compounds and their derivatives, in order to find a new, simple and efficient reaction system to α, β -Unsaturated amide for reduction.

After screening the types of nickel catalysts and expanding the reaction substrates, the results show that: (1) When NiCl₂ · glyme or NiBr₂ · glyme is used as a nickel catalyst, the reaction efficiency is high, up to 25%; (2) The reaction The system is widely applicable to the cross-coupling reaction of α, β-unsaturated amide compounds with aryl halides and their derivatives; (3) The reaction can be widely used in unsaturated as a mild, fast and green economic reduction method During the reduction of amide compounds.

Keywords: Saturated amide compounds; α, β-unsaturated amide; Transition metal catalysis; Aryl halide; Reducing cross-coupling

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1酰胺类化合物简介 1

1.1.1酰胺类化合物的结构 1

1.1.2酰胺类化合物的性质 1

1.2酰胺类化合物的应用 2

1.2.1药物应用 2

1.2.2农用化学品 2

1.2.3高分子化合物 3

1.3酰胺类化合物的合成 3

1.3.1以含氮有机物为氮源 3

1.3.2以含氮无机物作为氮源 4

1.4 α,β-不饱和酰胺 5

1.5镍催交叉偶联反应 6

1.6研究对象与方法 7

第二章 实验部分 8

2.1试剂和仪器 8

2.2 芳基卤代物 9

2.3 α,β-不饱和酰胺选择性还原 9

2.3.1反应的合成分析 9

2.3.2反应的难点问题 9

2.3.3 实验步骤 10

第三章 实验结果与讨论 13

3.1 底物拓展与图谱分析 13

拓展1 13

拓展2 15

拓展3 16

第四章 结论与展望 19

参考文献 20

致 谢 22

第一章 文献综述

自1972年Heck在Mizoroki的研究基础上做出改进发现了“Heck反应”以来，交叉偶联反应便凭其反应效率高、反应条件温和、反应结果选择性好等特点成为有机合成化学的重要研究方向之一。如今，Heck反应使用的偶联试剂和钯催化剂仍然是交叉偶联反应改进的重点。

本课题以α,β-不饱和酰胺和芳基卤代物作为反应底物，过渡金属镍盐为催化剂，锌粉为还原剂，探究α,β-不饱和酰胺与芳基卤代物的交叉偶联生成饱和酰胺类化合物的反应。

1.1酰胺类化合物简介

1.1.1酰胺类化合物的结构

酰胺类化合物因其大极性、高稳定性、结构多样性被认为是有机合成中使用最普遍、最值得信赖的化合物之一^[2]。酰胺化合物分子中的氮原子为sp²杂化，孤对电子的p轨道和羰基上的Π电子形成P-Π共轭，不仅使酰胺分子的键长和电子云密度变得平均，也使得C-N单键旋转受阻，C、N和C、N相连的四个原子处在同一平面上。酰胺化合物的理化性质和由其构成的蛋白质空间结构很大程度上受到酰胺的这种空间构型影响。

1.1.2酰胺类化合物的性质

酰胺分子中羰基上的Π电子与氮原子的孤对电子所占据的P轨道形成P-Π共轭，降低了氮原子电子云密度从而减弱其接受电子能力，氨基碱性减弱。另一方面，N-H键极性增强，氢原子变得更活泼更容易质子化，呈弱酸性。由此，酰胺一般呈中性或者近中性，不能使酸碱指示剂变色。

在一定的条件下酰胺可以显现出极弱的酸性或者碱性，例如在乙酰胺乙醚溶液中通入氯化氢气体可以生成不溶于乙醚的盐。形成的盐遇水即分解，极不稳定，这也从侧面说明了酰胺具有的碱性非常弱，与酸溶液共存时不能形成稳定的盐；另一方面，乙酰胺和金属钠可以在乙醚溶液中生成不稳定钠盐，遇水分解，说明酰胺具有弱酸性。

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