有机膦小分子催化的活泼共轭二烯的Rauhut-Currier串联反应研究

有机小分子催化的串联反应是现代有机合成的研究热点。发现新串联反应的关键是设计新基元反应，它的核心问题是发现合适的有机小分子催化剂和底物。Rauhut-Currier（RC）反应是一个原子经济性的反应，针对RC交叉反应选择性差的缺点，本项目从催化剂和底物设计两个关键方面出发，充分利用有机膦催化剂的催化活性，采用活泼共轭二烯作为底物，研究有机膦催化剂催化的活泼共轭二烯与活泼的烯烃、炔烃、环外烯烃等的RC串联反应。通过对反应条件（如温度、溶剂、添加剂等）的优化，催化剂与底物的双重调控，对反应的选择性和立体化学进行研究，以期发现新的串联反应，为复杂环状化合物的合成提供新方法。本项目的实施，将为今后有机膦小分子催化剂的设计，串联反应底物的选择，新催化模式的研究提供一定的实验依据与理论基础；对设计新的串联反应，发展新的有机合成方法，快速构建复杂碳（杂）环结构的化合物具有重要意义。

本项目按计划完成了所有研究内容。从底物设计方面，设计合成一系列不同类型的活泼二烯，研究了有机膦催化的活泼二烯与活泼烯烃、MBH加成产物、活泼炔烃、缺电子联烯酸酯之间的基于Rauhut-Currier反应的Domino 反应。1.研究了有机膦催化的活泼二烯与烯基酮酸酯、活泼烯烃、环上活泼烯烃，分别高效合成了多取代的双五元环状化合物、环戊烯、螺环羟吲哚化合物。2.设计合成了1,3-二砜基丁二烯，研究了有机膦催化的二砜基丁二烯参与γ-甲基联烯酸酯、MBH加成产物的Domino反应，通过催化剂的调控，分别合成了苯环化合物、双环[3.2.0]庚烯、双环[4.1.0]庚烯化合物，发现γ-甲基联烯酸酯和MBH碳酸酯可以作为两种新的1,2,3-C3合成子用于高效合成多环化合物。3.研究了有机膦催化的β, γ-不饱和-α-酮酸酯和MBH碳酸酯的调控Domino反应，发现有机膦分别在催化、共催化、计量条件下使β,γ-不饱和-α-酮酸酯和MBH碳酸酯反应分别得到二氢呋喃化合物，二氢吡喃化合物和多取代苯化合物。同时还首次发现MBH碳酸酯分别作为C2合成子、1,3-双负C3合成子。4.研究了有机膦催化的活泼炔烃和活泼烯烃的反应，发展了有机膦催化的碳氧五元螺环化合物的合成新方法，以及DABOC催化的八元中环的合成。5.研究了有机膦催化的活泼共轭二烯与取代的联烯酸酯的反应，成功实现了双五元碳环化合物的合成，把这一反应扩展到氮杂活泼二烯，氧杂活泼二烯，发展成了一个新的连续环化方法，用于多环化合物的合成，发现γ-苄基联烯酸酯作为一种新的1,3，4-C4合成子。通过研究有机膦催化的γ-苄基取代联烯酸酯与活泼烯烃Domino反应，首次实现了γ-苄基取代联烯酸酯与活泼烯烃的[4+2]环加成反应，发现γ-苄基取代联烯酸酯作为新的C4合成子。6.从催化剂设计方面，设计合成了一系列新的基于氨基酸骨架的多官能团有机膦催化剂，用此催化剂实现了首例不对称交叉RC反应，该反应具有高产率、高化学选择性、高区域选择性、高对映选择性，底物范围广的优点。在1%的催化剂用量下实现克级制备，是目前这一领域最高效的催化剂。经过本项目的研究，发现了一系列的新反应、新的合成子、新的催化剂，对复杂有机分子的合成提供了新方法，对新的反应底物、新的催化剂、新的Domino反应的设计具有指导意义。研究结果发表高水平的论文25篇。