基于环氧、氮丙啶基团导向的C-H活化策略构建（氮杂）橙酮及相关杂环化合物

C-H activative/C-H functionalization can construct new chemical bond without any pre-functionalization. The key point to apply direct C-H functionaliztion in organic synthesis is to diversify the directing groups. This subject mainly focuses on the use of new directing groups such as epoxy group, aziridine group in transition-metal catalyzed C-H activation to construct (aza)aurones and relating heterocyclic compounds. This subject mainly researchs the influence of different varieties and amount of the catalyst and oxidants. we are able to deduce mechanisms more effectively and reasonably by structural consequence of transition metal complexes and kinetics in the process detacted by on-line infrared detector and XRD. Based on the designation of reactant and the development of catalytic system, a lot of natural compounds and heterocyclic compounds could be synthesized effectively by this method. This subject has good innovative, it has good theoretical research value and application prospect.

C-H 键的官能团化直接从C-H键出发，底物不需进行预先官能团化，高效快捷地直接构建新化学键。C-H官能团化应用于有机合成的关键是使导向的基团更加丰富多元化。此工作主要以环氧基团，氮丙啶基团作为新型导向基团，在过渡金属催化下进行C-H键活化来构建（氮杂）橙酮及相关杂环化合物。重点研究不同催化剂以及氧化剂种类、用量等反应条件对实验结果的影响。应用实时在线红外、X-单晶衍射等技术确证反应中间态及动力学过程，揭示催化循环机理。该研究策略可通过对底物的设计以及催化剂的筛选，运用此方法可构建天然化合物以及其它杂环化合物。该项目的顺利实施，将是对 C-H 键的官能团化研究的重要发展和补充，具有较好的理论研究价值和应用前景。

本项目始终围绕申请书的年度研究计划执行，发展了一种高效、温和的过渡金属钯催化下，以氮丙啶的开环衍生物N-Ts为导向基团，实现苯环邻位C-H活化/C-N键偶联的分子内环合反应，环合产物为2-芳酰基吲哚化合物，收率在41-82%之间。我们对反应条件进行了筛选并对反应的机理进行了推测，反应具有高的原子经济性以及使用氧气作为氧化剂的优点。接下来，我们还发展了一类新型的弱导向基团氨基甲酸酯参与的C-H活化脱氢偶联反应，收率在35-88%之间。该方法具有良好的官能团兼容性，克服传统合成方法存在反应条件苛刻、官能团兼容性差等缺点。我们同时还开展球磨反应条件下的无溶剂化C-H活化偶联反应构建3-烯基吲哚以及Suzuki-Miyaura偶联反应构建联芳烃类化合物反应的研究工作。然后我们还发展了过渡金属催化下的芳香胺类化合物参与的偶联反应，形成香豆素并吲哚以及香豆素并喹啉类化合物，收率分别为52-82% 和 56-81%。最后我们还利用过渡金属铜催化下的偶联反应，合成一系列具有抗阿尔兹海默症活性的氮杂橙酮类化合物，收率在70-95%之间, 目前合成工作已大部分完成，这些化合物正在准备测试相关抗单胺氧化酶-A,单胺氧化酶-B以及乙酰胆碱酶的活性。本项目的实施拓宽氮并啶的开环物N-TS, 氨基甲酸酯等弱导向基团在C-H活化偶联反应的研究领域，也为多奈哌齐类似物橙酮类衍生物在阿尔兹海默中的研究提供了一定的支持，具有较高的理论价值和潜在的应用价值。