二芳基碘鎓盐促进的芳基化-环化串联反应研究

As a type of the mild, nontoxic, and selective reagents, diaryliodonium salts have been applied as competent arylation agents in organic synthesis. Currently, the reactions between substrates owning single arylation site and diaryliodonium salts have gained great developments, while the selective arylation of substrates possessing more than one aryl sites was still a challenge. This project aims to.increase the difference between different reactive site to realize selective arylation through the design of substrate, the study of steric effect and coordination anion, optimizing catalyst system and other reaction parameters. Then under similar conditions, the in situ cyclization of unreactive active site was triggered, and the arylation-cyclization cascade reaction involving diaryliodonium salts could be achieved. This project will expand the application of diaryliodonium salts in organic synthesis and provide novel and efficient access to indoles, indolines, pyrrolines, isochromenes as well as other heterocycles. Preliminary results show this project is technically feasible.

目前二芳基碘鎓盐与具有单芳基化位点底物的反应已经有了较大发展，但是在多个芳基化位点共存时如何能够使芳基化反应选择性发生在某一特定位点仍然是一项挑战。本项目拟通过底物设计、催化体系优化、二芳基碘鎓盐的芳基位阻和配阴离子调节以及其它反应条件控制等手段，扩大不同位点芳基化反应活性的差异，从而实现含有多芳基化位点底物的选择性芳基化反应。之后进一步利用另一活性位点，发生原位的环化反应，实现二芳基碘鎓盐参与的芳基化-环化串联反应。该项目的实施将进一步扩展二芳基碘鎓盐在有机合成化学中的适用范围，为简便、高效地合成异色烯、异色满、吲哚和吲哚啉等一些具有生物活性的杂环化合物提供了一种新方法。初步的实验结果证明本项目的设想是可行的。

杂环化合物的高选择性合成是有机化学的重要课题之一。本项目首先通过Sonogashira反应和Heck偶联反应合成了一系列多活性位点的苯乙炔（苯乙烯）衍生物。然后利用二芳基碘鎓盐参与的芳基化环化串联反应，在金属催化作用下合成了一系列N取代吲哚类衍生物。考察了催化剂，溶剂，碱和二芳基碘鎓盐等反应条件对反应的影响，并研究了底物取代基效应的作用规律，建立了N芳基吲哚的高选择性合成方法。本项目还以2-乙炔基苯胺为底物，通过连续芳基化并金属催化串联反应合成了吲哚衍生物，研究了实现该反应的基本条件，实现了简单底物一步合成N芳基吲哚的反应。同时，依托本项目还进行了二芳基乙烯光致变色材料的合成及其性能的研究，生物质基呋喃衍生物的催化转化以及高活性负载Pd基催化剂的合成及应用等研究工作。在本项目资助下，发表SCI论文10篇；授权发明专利3件；协助培养硕士研究生1名。