摘 要

α-羰基重氮化合物在不同条件下的分解反应，在有机合成中有多种多样的应用，因此引起人们的广泛关注。由于重氮化合物的分子内N-H插入反应很容易得到含氮的杂环化合物^[2],该反应就成为合成含氮的杂环化合物的最为简单和直接的方法。α-羰基重氮化合物的N-H插入反应现在作为形成C-N键的一个很好的方法已被人们所熟知。它的分解有三种方式：光催化、金属及金属络合物催化和路易斯酸催化。而金属催化α-羰基重氮化合物已经演变成显着的合成方法^[2]，能够有效构建有用的结构单元^[3]，在许多X-H组合中，N-H插入反应是研究最多的和最高度开发的。

本论文主要采用的是异噁唑与重氮化合物发生N-H插入反应，异噁唑是一类非常重要的不饱和五元杂环化合物，在药物研究农业化学以及工业上都具有很重要的应用，并且在很多天然产物中都有其结构。利用带氨基的异噁唑化合物和苯甲酰基乙酸乙酯重氮化合物进行N-H插入反应可以在目标产物中带入异噁唑环，从而可以对产物进行进一步利用。

关键词：α-羰基重氮化合物，N-H插入反应，异噁唑

Transition metal catalyzes the incorporation of alpha-carboxyl diazo compounds into primary amine N-H bond reactions

ABSTRACT

The decomposition reaction of α-carbonyl diazo compounds under different conditions has a wide variety of applications in organic synthesis, which has aroused widespread concern. Since the nitrogen-containing heterocyclic compound ^[1] is easily obtained by intramolecular N-H insertion of the diazo compound, the reaction becomes the simplest and straightforward method for the synthesis of nitrogen-containing heterocyclic compounds. The N-H insertion reaction of the [alpha] -carbonyl diazo compounds is now well known as a good way to form C-N bonds. Its decomposition has three ways: photocatalysis, metal and metal complex catalysis and Lewis acid catalysis. The metal-catalyzed α-carbonyl diazo compounds have evolved into significant synthetic methods ^[2], which can effectively construct useful structural units ^[3]. In many X-H combinations, the N-H insertion reaction is the most studied and highly developed

In this paper, we mainly use isoxazole and diazo compounds NH formation reaction, isoxazole is a very important non-saturated five-membered heterocyclic compounds, in drug research, agricultural chemistry and industry have a very important application, And has a structure in many natural products. The N-H insertion reaction can be carried out in the target product by using an amino group-containing isoxazole compound and an ethyl benzoylacetate diazo compound, whereby the product can be further utilized.

Key words: α-carbonyl diazo compounds； N-H insertion reaction； isoxazole

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1引言 1

1.2 α-羰基重氮化合物的概述 1

1.3 α-羰基重氮化合物的合成 2

1.4 α-羰基重氮化合物的N-H插入反应 2

1.4.1 α-羰基重氮化合物与酰胺的N-H插入反应 2

1.4.2 α-羰基重氮化合物与芳胺的N-H插入反应 3

1.4.3铑（II）催化剂催化分子间的N-H插入反应 3

1.4.4钌（II）催化剂催化分子间的N-H插入反应 4

1.4.5铜催化剂催化分子间的N-H插入反应 5

1.5 Wolff重排反应 6

1.6本文的研究内容，目的及意义 8

第二章 实验内容 9

2.1 引言 9

2.2 实验部分 10

2.2.1 实验试剂 10

2.2.2实验仪器 12

2.2.3 起始原料的制备 13

2.2.4 α-羰基重氮化合物与异噁唑的N-H插入反应 15

2.2.5 α-羰基重氮化合物与异噁唑的Wolff重排反应 16

2.3结果与讨论及反应机理 16

2.3.1 结果与讨论 16

2.3.2 反应机理 17

2.4 化合物代表性谱图及结构表征： 18

参考文献 30

致 谢 32

文献综述

1.1引言

二十年来，α-羰基重氮化学一直是历史上最有生产力的。所有这些具有高化学选择性的反应成为了最近的发展动力。化学家已经通过更彻底地了解重氮羰基和新催化剂反应性，与更多的重氮化合物的反应和处理的容易性并行而实现，这导致了α-羰基重氮化学能被更广泛地关注。这通过在N-H，O-H和C-H插入中的成功来证明，特别是在对映选择性分子间反应中，Wolff重排的应用已经证明了烯酮作为反应中间体的新的重要领域。现在的化学家相比于二十年前的情况，使用重氮羰基方法更好地配备了全合成中更精细的分子。此外，利用重氮羰基反应性的蛋白质、核酸和碳水化合物中的选择性生物缀合也是显而易见的，为药物发现提供了新的工具。

α-羰基重氮化合物的分解有三种方式：光催化、金属及金属络合物催化和路易斯酸催化。α-羰基重氮化合物分解后失去N₂，根据不同条件形成高度活泼的自由卡宾或金属卡宾中间体。金属卡宾通常可以通过过渡金属催化剂催化分解重氮化合物产生。卡宾和金属的配位使得二价碳中间体的活性降低，从而使反应具有高选择性。有一些金属卡宾，例如Fisher 卡宾，可以稳定地存在。而另一些金属卡宾，例如由铜、铑、钌等催化剂催化分解α-羰基重氮化合物产生的金属卡宾络合物通常具有高度的反应活性。因此，由不同的过渡金属和卡宾作用形成了一系列具有不同稳定性以及反应活性的金属卡宾络合物，导致了金属卡宾反应的多样性。

1.2 α-羰基重氮化合物的概述

早在1994年，Ye 和McKervey就发表了一篇题为“有机合成与重氮羰基化合物”的文章，文章中提到了“酮”和“重氮”两个简单的官能团近端组合发生反应，并且已经有了成功的实践。其实重氮羰基化学在那个时候已经是一个成熟的科学，由于在其应用领域的扩大，很多人又将重氮羰基化合物应用于有机合成，包括重氮甲烷的合成，Wolff重排，烯烃的环丙烷化，与芳族化合物的反应，C-H插入，X-H插入反应，以及内鎓盐的形成和反应等等^[4-10]。此外，在生物环境中也可以应用重氮羰基反应，比如DNA和RNA的结构选择性烷基化已经有了非常显著的发展。还有很多重要的发展，例如环丙烷化和脂肪族的C-H插入反应，这些都已经引起了广泛的关注。

1.3 α-羰基重氮化合物的合成

使用重氮羰基化合物作为反应中间体依赖于简单可靠的合成方法，尽管已经存在若干个有据可查的方法，但重氮羰基化合物的合成一直是一个活跃的研究领域。这主要是由于需要通过最小化处理试剂的风险来提高安全性的考虑，同时通过提高化学选择性来获得新的合成物。重氮羰基化合物的经典途径有（1）胺重氮化（2）肟、腙和甲苯磺酰腙的改性（3）重氮烷的酰化（4）重氮转移到酸衍生物或酮。其中前两个仍然被使用，但这些方法最近并没有显著的创新。而重氮烷酰化和重氮转移的方法在新试剂和合成步骤上有了新的进展。另外，Alan Ford等人又添加了一种方法，通过重氮碳上的取代和交叉偶联，使重氮羰基的任一侧的取代基发生改性，使一种重氮羰基化合物转化成另一种重氮化合物，保留了重氮功能。选择最合适的合成策略通常取决于连接在重氮羰基上的取代基的性质。

1.4 α-羰基重氮化合物的N-H插入反应

1.4.1 α-羰基重氮化合物与酰胺的N-H插入反应

最早的苯胺分子间的N-H插入反应是使用各种铜盐作为催化剂，现在苯胺仍然是探索新的催化剂和新的重氮羰基底物的最佳选择，但是含N-H的底物的范围已经扩大到包括取代的苯胺，烷基胺，酰胺，氨基甲酸酯，吲哚，磺酰亚胺，酰肼，脲，亚胺，和肽。最近，N-H插入已经用来实现生物缀合。然而，在Aviv和Gross发现铁卟啉是该反应的优秀催化剂之前，氨是一种最简单的氮源。

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