金属锡促进的有机反应研究

Organotin reagents have been widely used in organic synthesis, such as stille reaction. Among different organotin reagents, the tetraalkyltin and allyltrialkyltin are the most used organotin reagents. However, their applications in organic synthesis were seriously limited because of their volatility and toxicity. On the other hand, organotin reagents have lots of advantages such as low cost, high stability and enough reaction activity in the presence of transition-metal catalysts. In 1983, the tin was reported to participate in the organic reactions directly. This procedure avoided the volatility and toxicity of the organotin reagents, but maintained the advantages. This research project will investigate the tin participated organic reaction as following: 1) One-pot reaction of allyl bromide and tin powder to give heterocyclic and carbocyclic compounds. 2) Asymmetric reaction promoted by tin powder. 3) Investigation of the reactions between saturated halides and tin powder, and their application in organic synthesis. The compatibility of the functional groups and their mechanism will also be studied.

有机锡试剂作为一种重要的有机金属试剂已被广泛地应用于有机合成中，例如著名的stille反应。但到目前为止，应用最多的是四烷基锡或烯丙基三烷基锡试剂，而它们常常具有挥发性、毒性较大，不宜大规模使用。然而有机锡试剂又有许多优点，如价廉、稳定，在过渡金属催化下又可与许多有机底物发生反应等。金属锡直接参与的反应即可保持有机锡的优点，又可避免其缺点，但是自1983年报道锡粉促进的反应以来，在有机合成中的应用一直发展缓慢。本项目拟从三大方面研究金属锡参与的有机反应：1）研究烯丙基溴与锡参与下一锅法串联反应形成杂环和碳环化合物方法，拓宽其在有机合成中的应用。2）研究锡粉参与下的不对称反应，为锡粉参与的不对称反应奠定一定的基础。3）研究饱和卤代烃与锡粉参与下的有机反应。通过研究了解锡粉参与的有机反应的规律，掌握反应过程中官能团的相容性，提出合理的反应机理，为锡粉参与的有机反应的进一步应用打下基础。

有机锡试剂作为一种重要的有机金属试剂已被广泛地应用于有机合成中，然而它们常常具有挥发性、毒性较大，不宜大规模使用。自1983年报道锡粉促进的烯丙基化反应以来，人们逐步展开了锡粉促进的烯丙基化反应研究，研究表明锡粉促进的反应完全可代替四烷基锡试剂进行反应，既保持了四烷基锡试剂的优点，又避免了其缺点。然而，由于锡粉的低活性，对其促进的有机反应研究一直并不活跃。本项目自2014年批准以来，对锡粉促进的有机反应进行了详细的研究，发现在锡粉促进下，醛酮与胺、酰肼及烯丙基溴类化合物或α-溴甲基丙烯酸酯可一锅法、高产率地生成高烯丙基胺、高烯丙基酰肼及α-亚甲基-γ-丁内酰胺化合物，产物可进一步转化为氮杂环化合物。发现烯丙基溴与锡粉形成的烯丙基溴化锡试剂很稳定，在此基础上首次实现了锡粉促进下烯丙基溴类化合物与叔醇的直接偶联形成全碳季碳的方法。并将烯丙基溴扩展到了溴乙酸酯及α-溴代酮，实现了手性辅助剂诱导下手性高烯丙基酰肼的合成。通过本项目的研究极大地扩展了锡粉促进的烯丙基化反应在有机合成中的应用。