涉及芳环的π-烯丙基钯中间体的亲核取代-脱芳构化反应的选择性控制

通常，钯催化的氯甲基萘及其衍生物的亲核取代反应，均发生在芳环侧链上。本项目拟通过反应底物、配体和反应条件等的控制，调控上述反应的选择性，使其发生在环上，进而生成亲核取代-脱芳构化产物；通过手性配体的引入，同时实现对反应区域选择性和对映选择性的控制；将调控反应所生成的亲核取代-脱芳构化产物，应用于合成功能材料和药物分子的研究。通过本项目的实施，确立新的脱芳构化反应体系，为脂肪碳环化合物的合成提供新方法；进一步揭示涉及芳环的π-烯丙基钯中间体的反应规律，扩展其在有机合成中的应用。

脂肪碳环是药物、天然产物及功能分子中常见的骨架结构。通过使用廉价易得的芳香族化合物进行脱芳构化反应，能够一步构建脂肪碳环，且所构建的碳环通常含有双键，为碳环的进一步官能团化提供了条件。因此，脱芳构化反应一直是有机化学家们研究的热点。但是芳香化合物结构稳定，这使得脱芳构化研究富有挑战性。本论文研究了经由η3-苄基氯化钯中间体的脱芳构化反应。实现了一种新颖的脱芳构化反应策略，即经由η3-苄基氯化钯中间体的亲核取代-脱芳构化反应。研究结果表明，这种钯催化亲核取代-脱芳构化反应，可以是分子间进行的反应，也可以是分子内进行的反应。适用于分子间脱芳构化反应的底物为苯基萘基氯甲烷衍生物，亲核试剂可以是β-二酸酯，也可以是β-酮酸酯。例如，以丙二酸二乙酯为亲核试剂时，反应得到30-92%收率的邻位烷基化脱芳构化产物；而以甲基或苯基取代的丙二酸二乙酯为亲核试剂时，反应得到对位烷基化的脱芳构化产物，收率分别为92%和67%；β-酮酸酯表现出较低的亲核活性，需在50 °C下进行反应，其中，乙酰乙酸乙酯为亲核试剂，反应得到42%收率的邻位烷基化脱芳构化产物；而以环戊酮-2-甲酸乙酯为亲核试剂，反应却得到71%收率的对位烷基化脱芳构化产物。萘环γ位引入β-二羰基官能团的底物3a和3b不仅可以发生分子内脱芳构化反应，同时还构建了新的五元、六元脂肪碳环，其中底物3b的反应效果最佳，得到了95%收率的邻位烷基化脱芳构化产物4b。