四氢-beta-咔啉的C-C键断裂扩环/重排反应及其全合成应用研究

In this program, we will explore novel ring expansions and rearrangements based on carbon-carbon bond cleavages of tetrahydro-beta-carbolines. On one hand, triggered by transition metal complex-catalyzed electrophilic cyclizations of carbon-carbon multiple bonds (terminal alkyne, allene, allylic alcohol and its esters), several carbon-carbon cleavage transformations of tetrahydro-beta-carbolines via ionic mechanism will be developed. On the other hand, by employing single electron transfer processes, carbon-carbon cleavages initiated by intramolecular radical cyclizations will be investigated. Furthermore, the application of the developed ring expansions and rearrangements in the total synthesis of lundurine A and Vincadifformine will be performed.

本项目中，我们拟将系统地开展四氢-beta-咔啉的C-C键断裂扩环反应和断裂重排反应研究。基于过渡金属与碳碳重键（端炔、联烯、烯丙醇/酯）的多种活化模式，发展亲电性成环反应启动的离子型四氢-beta-咔啉C-C键断裂反应。运用单电子转移反应，发展自由基环合反应诱导的自由基型四氢-beta-咔啉C-C键断裂反应。同时建立以四氢-beta-咔啉的C-C键断裂扩环反应和断裂重排反应为关键步骤的新路线，用于合成生物碱Lundurine A和 (+)-Vincadifformine。

本项目中通过设计几类含炔烃、烯烃和C-Br键等官能团的四氢-beta-咔啉底物，探索不同亲电性试剂（一价金试剂、质子酸、溴正离子试剂）参与的离子型四氢-beta-咔啉C-C键断裂扩环反应，以及光驱动自由基型四氢-beta-咔啉C-C键断裂扩环反应规律。建立了从四氢-beta-咔啉合成中环吲哚的新方法；发展了一条合成具有氮杂辛烷并[5,4-b]吲哚结构的生物碱Lundurine A的新路线。相关实验结果在国际期刊发表学术论文10篇、获得中国国家授权发明专利1项；培养2名博士和2名硕士。