串联交叉脱氢去芳构化及合成应用

It is of great challengs and academic significance to convert cheap and readily available aromatic rings into unsaturated aliphatic compounds as synthetic building blocks via dearomatization. Cross dehydrogenative coupling (CDC) reaction provides an atom-economic and environment-benign pathway for organic synthesis of complicated molecules with high efficiency starting form simple materials. However, a combination of these two important reactions to achieve green dearomatization, atom-economic and step-economic synthesis has seldom been reported.. This project aims at the development of a series of novel CDC for green dearomatization and the subsequent transformations, on the basis of the recent research achievements of organometallic chemistry and our group. The main researching content includes: the dearomatizing cascade CDC reaction involving 2-furyl C-H and β-H of enol ether (enamine, sulfanyl-ethene), 2-furyl C-H and N-Ar-H, 2-furyl C-H and Ar-O-H, Ar-O-H and some sp2C-H (or sp3C-H).. This project would provide green and highly efficient synthetic methods for polysubstituted furans, pyrroles, thiophenes, benzofurans, benzothiophenes, indoles, siprooxindoles, spiro-amino acids, polycyclic skeletons, and spiro calixarene derivatives.

将廉价易得的芳环经去芳构化转成不饱和脂肪化合物以作为合成砌块极具挑战性且有重要学术意义。交叉脱氢偶联反应（CDC）为直接利用简单的原料进行高效、复杂的有机合成提供了原子经济，环境友好的合成途径。将这两类反应相结合实现绿色去芳构化、提高合成的原子经济性和步骤经济性鲜有报道。.本项目基于金属有机化学的最新研究成果和本课题组的研究基础，拟开展一系列新颖的基于CDC的绿色去芳构化反应及其后续的转化研究。主要包括：基于呋喃苄位H与烯醇醚（烯胺，烯醇硫醚）β-H的串联CDC去芳构化；基于呋喃苄位H与N-Ar-H的串联CDC去芳构化；基于呋喃苄位H与Ar-O-H的串联CDC去芳构化；基于Ar-O-H与sp2C-H（或sp3C-H）的串联CDC去芳构化。.本项目将为多取代呋喃、吡咯、噻吩、苯并呋喃，苯并噻吩，吲哚， 螺环氧化吲哚，螺环氨基酸，多环骨架以及螺环杯芳烃衍生物等提供绿色高效合成方法。

呋喃、吡咯等五员芳香杂环来源于可再生生物质资源，廉价易得，而它们又是十分优良的合成砌块。一方面它们具有一定的芳香性，能发生一些芳环所具有典型的化学反应，如F-C反应，芳基化反应等。另一方面，他们具有烯烃和二烯烃的性质，具有含有双键，羰基，炔键，醚键等多种潜在官能团，常用来构建许多具有优良性能的功能分子。考虑到呋喃吡咯等是一类富电子的芳环和二烯，因此设计新的基于过渡金属催化氧化去芳构化转化方法，以更加高效利用呋喃、吡唑等五员芳香化合物资源，拓宽它们在构建一些重要功能分子中的应用是有机合成化学研究的一个重要目标，也是本项目的立项背景。.本课题发展了一系列基于串联交叉脱氢策略对呋喃等五元芳环杂环去芳构化转化，为一些重要功能分子新合成绿色方法，主要包括基于氯化铜催化氧气氧化N-呋喃甲基烯胺合成多取代吡咯和吲哚；基于硝酸铈铵氧化N-呋喃甲基烯胺合成螺环内酰胺和多取代吡咯；钯催化下呋喃与硼酸氧化偶联合成具有对桔小实蝇性引诱活性的螺环缩酮; 银盐促进下间氯过氧苯甲酸氧化环丁醇基呋喃非对映专一性合成三螺环缩酮; 银盐促进下间氯过氧苯甲酸氧化环丁醇基呋喃生成[5,6]氧杂吡喃环戊酮。除此之外， 还开展基于呋喃的芳基化转化合成螺环吲哚酮和由和钯催化下呋喃卡宾的转化生成螺环缩酮烯醇醚、多取代吲哚和噻吩、炔烯酮研究。.所设计的反应新颖，具有高度的步骤经济性，原料廉价易得、反应条件温和等特点。为一些具有潜在生物活性和重要杂环化合物提供高效和可再生的合成途径，大大拓宽了呋喃作为合成砌块的用途。