利用官能团调控亚烃基环丙烷反应选择性的研究策略

Nowadays, organic synthesis has entered into a highly controllable stage. The control and optimizing of reactive selectivities have become the focus of the researches in synthetic methodology. Methylenecyclopropanes (MCPs) are highly strained carbocyclic molecules that have mutiple reactive sites and have been served as useful building blocks in organic synthesis. However, an attractive but often troublesome feature of MCPs is their multi-forms of reactivities leading to the formation of a variety of different products. Thus, controlling the regio- and stereoselectivity in reactions of MCPs is a formidable challenge in organic synthesis. Recently, MCPs with functional groups attached to a cyclopropyl ring or C=C bond have received considerable attention. In principle, the presence of functional groups may facilitate the selective cleavage of C-C bonds of MCPs, thus delicately tuning the regio- and stereoselectivity of the reactions. So we plan to employ the strategies of introducting a functional group to the MCPs and carry out the investigations as follows: We will study the selective reaction of MCPs with an electron-withdrawing group at 3-position; study the addition-cyclization reaction of cyclopropylidenyl allene ketones; study the reaction of MCPs with chain-like functional group for constructing polycyclic compounds.

当今有机合成方法学研究跨入了高度控制的时代。研究反应选择性的调控和优化已成为有机合成方法学的热点之一。亚烃基环丙烷是一种高张力的并且具有多个反应位点的碳环分子，它在有机合成中已经成为非常有用的有机合成砌块。然而，正是由于多反应位点这个特点，在同一个反应条件下，反应往往会因缺乏选择性导致多个不同产物的生成，因而研究它的反应选择性的控制具有挑战性。最近在三元环上或者双键上引入适当官能团的策略越来越受有机合成化学家的关注。原则上讲在引入官能团的导向作用下，高张力的三元环可以发生选择性的切断和重组，从而可以很好地控制反应的区域选择性和立体选择性。因此，我们计划研究在亚烃基环丙烷上引入官能团的策略：探索3-位吸电子取代的亚烃基环丙烷衍生物选择性反应；探索酮羰基取代亚乙烯基环的成环反应；探索亚烃基环丙烷双键引入长链状官能团构建多环化合物。

研究反应选择性的调控和优化已成为有机合成方法学的热点之一。在亚烃基环丙烷上引入官能团是一种非常有效的策略用于有效改进反应的选择性。于此，我们研究了酮羰基取代的联烯三元环的反应性质，它是一种高张力环丙烷和羰基官能团连接在联烯双键两端的底物。我们取得了一些正面的结果，例如通过碘化亚铜催化的酮羰基取代的联烯的碘环化反应可以合成多取代呋喃衍生物（Eur. J. Org. Chem. 2014, 5896–5900）。为了进一步研究呋喃的应用，我们发现了在路易斯酸催化下呋喃甲醇可以与β酮酰胺脱水偶联反应合成呋喃基烯醇化合物（J. Org. Chem. 2016, 81, 5228−5235），同时我们还发现了在不同性质催化剂调控下呋喃甲醇可以选择性官能团化吲哚衍生物。另外，我们报道了溶剂控制的酮羰基取代亚乙烯基环丙烷选择性氢砜化反应分别生成了β-或γ-加成产物（Org. Lett. 2016, 18, 4292−4295）及β-加成产物在碘作用下应用于高度官能团化的3-砜基呋喃化合物的合成。最后，我们开发了一些用于其他杂环化合物合成的新方法，例如碘催化的腙与胺的偶联反应及其在合成1,3,5-取代的1,2,4-三氮唑的应用（Org. Lett. 2016, 18, 1334−1337）；氮杂环卡宾催化下合成吲哚并δ内酰胺类化合物（Org. Lett. 2016, 18, 3822−382）和螺氧代吲哚内酯化合物（J. Org. Chem. 2016, 81, 11454−11460）。