羰化串联反应合成含氮杂环化合物的研究

过渡金属催化下的羰化串联反应作为一类简捷、高效的绿色合成方法，引起了人们广泛关注，并不断开拓该方法在催化化学中的应用。本项目利用氮杂环化合物的特定结构为工作基础，以发展新基元合成反应和合成新方法为目标，开展非贵金属铁催化苯并咪唑、吲哚、官能化的苯胺、酰胺的羰基化串联反应，建立一种通用性强、步骤简洁的合成多取代喹啉、吲哚、苯并咪唑类化合物的新方法。分析杂环化合物与金属催化剂形成的金属化合物配位形式、催化羰基化反应中活性物种的形成机制和反应机理。系统研究含氮化合物上不同取代基官能团的特性对非贵金属铁催化下的串联羰化反应的调控规律，为设计高效、廉价、绿色催化新体系和构建药物中间体提供科学依据。

(1) 本项目发展了高效钯催化的羰化串联反应，在开展催化羰化氨基化反应体系的构建的过程中，我们发现了新型的C-H键活化反应新体系。在此基础上我们在青年基金的支持下开展了基于惰性难于活化的邻溴苯酚与炔烃的羰化串联反应，加入有机碱调控黄酮和橙酮的生成。(2) 在合成黄酮的反应过程中，研究人员发现简单的有机碱作为活化醛基的官能团，利用水杨醛和二烯溴作为原料一步合成香豆素，为合成多取代和多官能化的香豆素提供了一条简洁绿色的路线。(3) 基于C-H/C-N键活化的氧化C-H串联反应研究，由此建立了邻二溴苯与2-苯基苯并咪唑合成多元杂环的氮杂环化合物的钯催化体系。(4) 此外我们还根据亲电自由基的性质，设计α, β-不饱和酮与1, 3-二羰基化合物合成呋喃类化合物的氧化偶联反应，高选择性的构建了3, 4-二羰基呋喃类化合物，解释了发生氧化偶联反应时羰基α, β选择性加成的原因。(5) 在此基础上，我们发展简单的铜催化体系对二苯乙酮与苄基吡啶进行氧化加成合成具有官能化的末端烯烃，开创了一条合成末端烯烃的绿色高效的路线。(6) 同时在尝试用路易斯酸活化吡啶上的亚甲基，使亚甲基在相对温和的条件下氧化生成酮类化合物。总之，在上述基金的支持下，我们三年来取得了一些创新性的研究结果，一共发表该项基金标注的SCI收录研究论文12篇，EI 2篇。其中Angew. Chem., Int. Ed.（1篇），Chem. Commun.（2篇），Adv. Synth. Cat.（1篇）， RSC Adv. (1篇)，Eur. J. Org. Chem. （1篇）, Tertrahedron Lett. （1篇）。