基于若干π-体系的途径可控串联反应研究

In this project, we will carry out the investigations on the controllable domino reactions based on some π-systems initiated by nucleophilic organocatalysts and metal catalysts. The main subjects are involved with Lewis bases catalyzed inter- or intramolecular domino reactions of electrophilic π-systems and metal catalyzed domino reactions of alkenes, alkynes and strained small π-systems with other functional groups containing compounds. We hope that on the basis of adjusting the catalysts and substrate's π-systems, the domino reaction routes and the stereochemical outcomes can be controlled.

在此项目中将开展有关基于有机小分子和过渡金属催化的串联反应方面的研究工作，主要涉及利用亲核性的有机Lewis碱催化剂(含氮或膦等的有机小分子催化剂)和亲电π-体系进行亲核加成后启动的串联反应以及过渡金属导向的含有烯、炔烃以及三元环张力分子的π-体系和其他官能团化合物进行的分子内和分子间的催化串联反应。通过改变催化剂的种类和作用方式以及含有π-键底物的结构来发展对于串联反应的途径及选择性调控的有机合成新方法。

本项目的研究目标和研究内容是利用有机小分子催化剂以及各种过渡金属催化剂包括贵金属催化剂金、银、铂(coin metal: Au, Ag or Pt)，实现对各种贫电子的烯-炔烃以及含有π-键底物的反应体系进行激活和重组，通过调控其串联反应的途径、选择性和效率，发现一些新的反应模式和新的合成方法学，为基于π-键体系的串联反应研究提供了一个新思路。在本项目执行期间，我们在以下三个方面取得了进展: 1) 对于贫电子烯-炔烃通过叔膦和叔胺小分子催化的方法，发展了一些新的合成环系化合物的新方法；2) 对于亚甲基环丙烷张力分子建立了一系列开环串联反应新方法，合成了一系列结构新颖的杂环和碳环化合物；3) 对于亚乙烯基环丙烷张力分子，利用不同种类的金属催化剂，高效高选择性地合成了一系列环系化合物。在整个项目执行期间，探索了有机小分子催化剂以及各种过渡金属催化剂在合成化学中应用的新途径，并阐明了其影响π-体系及选择性转化的一些关键因素。发表研究论文23篇，其中Acc. Chem. Res., 1篇，Chem. Sci., 1篇，ACS Catal., 1篇，Chem. Commun., 4篇，Chem. Eur. J., 3篇，Adv. Synth. Catal., 5篇，Org. Lett., 2篇，Org. Chem. Front., 2篇，其他4篇；培养了博士生9名，硕士生3名，完成了本项目预定的各项指标。