镓催化的环异构化反应研究及其在几种天然产物合成中的应用

As both σ-Lewis acids and π-Lewis acids, gallium salts have wide potential application prospects in the field of organic synthesis. In connection with our ongoing work in gallium chemistry over 10 years, herein we would try our best to make new achievements in new gallium-catalyzed cycloisomerization reactions and their applications to the synthesis of related natural products.The project is based on our previous accomplishments of gallium-catalyzed organic reactions in aqueous media, gallium-catalyzed asymmetric organic reactions, gallium-catalyzed carbon-heteroatom bond-forming reactions and gallium-catalyzed cycloisomerization reactions, along with our related pre-research results. We would like to perform phenoxycyclizations of enynes using chiral gallium Lewis acid catalysts with semi-crown ligands, which, in turn, would be used for the asymmetric syntheses of vitamin E and isoxanthohumol natural products in both dry and aqueous media. We would also like to design and synthesize novel chiral gallium Lewis acid catalysts with aryl nitrile ligands by using the new concepts, new knowledge and new technologies in the field of organogallium chemistry. These new-developed catalysts would then be used for the asymmetric syntheses and modifications of puupeheone, proanthocyanidin and inulavosin natural products. We believe that our results on this project will provide some basis for these scientific problems in both synthetic methodology and total synthesis, and will be of some importance for their applications.

镓盐可作为σ- 和π-路易斯酸，在有机合成领域具有广阔的潜在应用前景。在申请人参与发现的镓促进的水相反应、不对称催化反应、碳-杂键形成反应和环异构化反应等前期工作积累的基础上，本项目拟开展新型环异构化反应研究。在此基础上，研究手性半冠醚配体结合的有机镓催化剂促进的酚羟基与碳碳不饱和键的环化加成反应，实施vitamin E 和isoxanthohumol 类天然产物的不对称合成和水相合成；在有机镓化学新概念、新知识和新技术的基础上，设计合成手性芳腈配体结合的有机镓催化剂，研究其促进的含环异构化反应的串联反应，开展puupeheone，proanthocyanidin 和inulavosin 类天然产物的不对称合成。通过本项目的实施为加快这些具有重要生物活性天然产物的后续构效关系研究和结构优化打下基础，为相关有机合成方法学和天然产物合成领域的理论创新做出贡献。

镓盐可作为σ- 或π-路易斯酸，在有机合成领域中具有潜在的应用前景。本研究围绕镓盐开展inulavosin, proanthocyanidin, vitamin E 和puupeheone类天然产物及其骨架的不对称合成和相关有机合成方法学研究。取得的主要结果如下：(1)发展了一种镓盐促进的环化加成反应，通过水杨醇类化合物参与的氧杂Diels–Alder反应，在室温条件下实现了天然产物inulavosin及其四个类似物的选择性合成；(2) 研究了手性半冠醚配体结合的有机镓催化剂促进的天然产物inulavosin的不对称合成和水相合成，由于很容易发生烯醇式–酮式异构现象，从而发生消旋化反应；（3） 研究了镓盐促进的酚的有机相单羟基化反应和水相单羟基化反应，结果发现酚的有机相单羟基化反应最有效的是铝盐促进剂，而酚的水相单羟基化反应最有效的是硼盐促进剂，分别实现了水杨醇类化合物和gentisyl alcohol类天然产物的高选择性合成；（4）研究了镓盐促进的酚的亚甲基化反应，结果发现酚的亚甲基化反应最有效的是铪盐促进剂，从而合成了proanthocyanidin类天然产物bis-8,8’-epicatechinylmethane和talienbisflavan A的首次全合成和bis-8,8’-catechinylmethane的全合成；（5）研究了镓盐促进的vitamin E的苯并吡喃骨架的合成反应，发展了铁盐和铋盐促进的苯并吡喃合成新方法；（6）发展了puupeheone类天然产物的几种合成方法；（7）在puupehenone类多环萜类天然产物合成中用到磺酰腙中间体，期间发现了磺酰腙重排生成亚磺酸酯类化合物的方法，依据其原理设计实现了磺酰甲基异腈参与的不饱和醇的直接亚磺酸酯化反应的方法；（8）几种天然产物衍生物的生物活性、分析检测和应用方面的研究。本课题的研究对丰富活性天然产物合成研究具有重要的学术意义。