过渡金属催化1,6-二炔和活性杂环[2+2+n]环加成研究

The heterocycle functionality is one of the most important units in organic compounds, which is widely present in various natural products, drugs and materials. Cycloaddition reaction is a very efficient approach for heterocycle synthesis, due to its character of muti chemical bond construction in one-pot and the hight atom-economy, it is also one of the most hottest research field both at home and abroad. Currently, the classical approachs are mainly focused on the metal catalyzed [2+2+2] cycloaddition for construction of nitro containing six member heterocycles. This proposal will develop an efficient methodology for synthesis of [2+2+n] complex heterocycles via transition-metal catalyzed cuting and sewing of 1,6-diynes and acivated heterocycles or strained small ring. Achieving the goal of the transition metal catalysis of 1,6-diynes and acivated heterocycles to form metal interdiate at the same time. Resaerch the trapping of the metal intermediates, tapping the potential of 1,6-diyne compounds, and advancing a general theory and guiding the later research.

杂环化合物是一类非常重要的有机化合物，它广泛的存在于天然产物，药物和材料中。环加成反应由于可以同时构建多个化学键及高的原子经济性，是杂环合成的有效途径，也是目前国内外研究较为活跃的领域之一。目前传统方法主要集中于过渡金属催化的［2 + 2 + 2］环加成反应构建各种含氮六元杂环。本项目拟发展有效地方法实现过渡金属催化1,6-二炔与活性杂环或张力小环开环-重构合成[2+2+n]复杂杂环。实现过渡金属同时活化1,6-二炔和杂环形成活性金属中间体，研究金属中间体的捕获，挖掘1,6-二炔化合物的反应潜能，提出共性的理论指导后续研究。

杂环化合物是自然界中分布极为广泛的一类有机分子，它不仅是天然产物、药物活性分子、农药和功能材料的结构单元或基本骨架，同时也是有机合成转化中的重要中间体。杂环在药物发现中也起到非常重要的作用，很多的杂环化合物具有很好的药理活性。2018年世界排名前200名零售药中，含杂环结构的药物有81个。2018年世界销售排名前200小分子药物中，含杂环结构的药物更是占到116个。因此，杂环合成的新反应与新方法的研究有着巨大的市场需求！. 环加成反应由于可以同时构建多个化学键及高的原子经济性，是杂环合成的有效途径，也是目前国内外研究较为活跃的领域之一。目前传统方法主要集中于过渡金属催化的［2 + 2 + 2］环加成反应构建各种含氮六元杂环。. 本项目发展了有效的方法实现过渡金属催化1,6-二炔与芳基亚磺酸钠合成多样化五元并七元含硫杂环；金属钯催化咔唑与二芳基乙炔和邻二酰亚胺降冰片烯偶联构建含氮桥环；完成了金属钯催化Heck型串联环化构建氧化吲哚酮。另外，利用廉价易得的甲基氮杂芳烃，实现了sp3 C-H 键的氧化串联环化，构筑喹啉，噁二唑，喹啉并三唑，噁唑等多样化复杂杂环。. 研究利用中间体捕获策略，过渡金属活化1,6-二炔，能够实现一系列复杂杂环分子的可控合成，解决反应条件兼容性问题及反应序列导致的区域选择性问题。实现过渡金属同时活化1,6-二炔和杂环形成活性金属中间体，挖掘1,6-二炔化合物的反应潜能，同时，利用这种策略可以合成一系列并环和稠环，为后续活性分子筛选提供了候选对象。. 综上，本研究实现了多样化五元并七元杂环的构建，总共合成300余例相关杂环类化合物。对相关设计理论具有一定的研究意义，能为后续五元并七元杂环的构建提供一定的理论指导基础。