过渡金属促进的炔基化-亲电环化法合成含氮杂环

A transition metal-mediated alkynylation-electrophilic cyclization is proposed to facilitate the synthesis of N-containing fused heterocycles. In this proposal, we wish to address the insufficiency and the inefficiency of the current approaches to construct such heterocyclic scaffolds by the development of a tandem reaction sequence involving metal-catalyzed cross-coupling of alkynes and a subsequent cyclization, ideally in the same pot. Different alkynylation modes and methods to telescope the electrophilic cyclization will be investigated, and special efforts will be dedicated to strategically employ a substrate C-H activation in the alkynylation step so that the necessity of a halogen atom in the substrate can be safely eliminated. The methods developed will introduce some heterocyclic priviliged structures to medicinal chemistry and facilitate the further library construction and screening. In addition,we will hopefully bring some insights to the mechanism of some cross-coupling and C-H activation reactions.

本项目拟研究过渡金属促进的炔基化-亲电环化反应在合成含氮杂环和稠环中的应用。项目针对目前含氮杂环及稠环合成方法的一些缺点，力图发展过渡金属催化的炔基化-亲电环化串联策略，将两步合为一步，实现部分环系较为有效经济的合成。项目还将发展基于碳氢键活化的炔基化手段及其与亲电环化的串接，并希望通过设计特定的底物结构，摆脱特定体系中底物炔基化的过程对卤素取代基的依赖。项目的执行不仅将提供一些杂环特权结构平台，为其相应的分子库设计及后续的药物筛选做出前期工作，而且可能帮助揭示一些交叉偶联和碳氢活化的反应机理。

本项目主要研究过渡金属促进的炔基化以及炔基化-亲电环化串联反应。项目具体探讨了铜促进的吡啶-N-亚胺与端基炔的氧化炔基化-亲电环化串联反应，1-溴-2-(3-吡唑基)苯的炔基化-亲电环化反应，N-甲基吡啶-2-酮体系的炔基化反应，插烯酰胺的炔基化研究，N-甲基吡啶-2-酮体系的炔基化研究。通过该项目的执行，提供一些杂环特权结构平台，为其相应的分子库设计及后续的药物筛选做出前期工作，而且通过计算的手段揭示铜催化交叉偶联和碳氢活化的反应机理。项目提供了一种新的合成吡唑并[1,5-a]吡啶环系的方法，并首次用计算的方法提出一种新的铜催化反应的历程；提供了一种适用性广泛，温和便捷的合成吡唑[5,1-a]异喹啉的方法；提供了一种铜催化的适用性广泛的吲哚氮炔基化方法。