α-重氮芳酮参与的去重氮-官能化研究

Diazo compounds are a class of valuable starting blocks with high reactivity, which have been extensively used to synthesize various important functional compounds. Current researches mainly focused on the use of α-diazo carboxylates as diazo synthons, but their preparation and utilization suffer from many shortcoming. Furthermore, the study on α-diazo carboxylates-involved reactions encountered the limited diversity of both product structures and reaction types. Therefore, this project will be focused on the exploration of the reactivity of α-diazo arylketones and plans to use them to react with terminal alkynes or isonitriles, which undergoes reductive addition reaction with diverse nucleophiles to in situ generate allenes or ethylenimines, providing a series of important molecular skeletons with structural diversity and establishing some new reactions and methods for the high-efficient construction of carbon-carbon and carbon-heteroatom bonds. In addition, this project will study the nature of metal carbenes derived from metal-catalyzed dediazotization of α-diazo arylketones. Homolysis of carbon-metal bond of metal carbenes will give new metal-carbon radicals, trapped by a suitable radical receptor to achieve radical transfer, thereby delivering a series of original carbocyclic or heterocyclic skeletons and showing the reaction efficiency. Besides, the generality and selectivity of these reactions will be systematically studied to realize effective control of selective radical transformations and develop radical bicyclization chemistry.

重氮化合物是一类具有应用价值的高反应活性合成子，广泛用于各类重要功能化合物的合成。目前报道的重氮合成子主要为α-重氮羧酸酯，在其制备和使用等方面存在许多不便，作为底物参与的反应类型和产物结构的多样性有限。本项目拟以α-重氮芳酮作为合成子，与末端炔烃或异腈发生还原加成反应，原位生成丙二烯或乙烯亚胺，配以多样性的亲核试剂，构筑一系列重要的、结构多样的分子骨架，发现一些碳-碳键和碳-杂键高效构建的新反应和新方法；利用金属催化α-重氮芳酮分解出金属卡宾，合适的自由基受体捕捉卡宾金属键均裂产生的自由基，实现自由基的串联传递，构筑一系列重要的碳环或杂环骨架，展现反应的高效性；研究这些反应的普适性和选择性，实现对这些自由基反应选择性的有效控制。

本项目首先以具有多活性中心的α-重氮羰基化合物为合成子，设计了自由基诱导的串联反应，研究其串联反应的区域选择性，发展了一些重要类型的杂环化合物的合成方法。在此基础上，又设计了一些重要类型的合成子如1,n-烯炔及β-炔酮，并作为反应的关键组分，设计一系列新的自由基串联反应和环加成反应。本项目利用上述发展的反应一共构筑了11余种分子骨架，合成11系列重要类型的功能碳环、杂环化合物。系统地研究这些串联反应的反应方式和反应机理，发展了构筑上述复杂碳环、杂环骨架等分子骨架的新反应和新方法、合成了的具有潜在生物活性的碳环和杂环分子，探索了影响反应选择的关键因素，实现了化学、区域以及立体选择性的有效控制。.在项目实施过程中培养硕士3名。相关研究成果在Org. Lett、Chem. Commun. J. Org. Chem.等刊物上发表论文11篇，研究成果于于2018年获得江苏省科学技术二等奖和2018年石油和化工科技进步三等奖。该项目计划的绝大部分内容都已经完成，并且对原计划内容有所拓展。