过渡金属催化C-H官能团化合成含硫化合物的研究

Many organosulfur compounds have broad applications in the pharmacology and pesticide owing to their extensive biological activities. Traditional approaches for the C-S bond formations have the following shortcomings: harsh reaction conditions, low yields, poor substrate scopes. The research focus on the synthesis of organosulfur compounds via transition-metal-catalyzed C-H bond functionalization of the substrates bearing different directing-groups with commercial sulfur reagents. The C-H bond functionalization reactions of the substrates containing sulfur-directing groups such as olefination, arylation, amination will be studied.The dehydrogenative coupling-reaction of heterocyclic compounds with the sulfur reagents will be investigated in order to provide convenient methods for the synthesis of difficultly-prepared organosulfur compounds. Synthesis or structural modification of some commercial drugs via the transition-metal-catalyzed C-H bond functionalization methods. The results will provide convenient methods for the synthesis of some commercial drugs or their intermediates and have potential application.The mild and efficient catalytic systems will be developed to extend transition-metal-catalyzed coupling-reaction and have tremendous theoretical value.

含硫化合物具有普遍的生物活性，在医药和农药领域具有广泛的应用。但其传统合成方法具有反应条件苛刻、产率低、底物适用范围窄等缺点。本课题主要涉及含硫化合物的合成方法学研究。从常见的含硫试剂出发，以含导向基团的化合物为反应底物，通过筛选催化剂和配体，来研究过渡金属催化C-H 键活化C-S键形成反应。合成一些带有含硫导向基团的化合物，研究其C-H键活化烯基化、芳基化、氨化等官能团化反应，以拓展含硫化合物的合成路线和方法。研究杂环化合物与含硫试剂的脱氢偶联反应，提供简便的方法合成一些难于制备的含硫化合物。利用上述过渡金属催化C-H官能团化反应技术合成一些现有医药和农药分子，或进行结构修饰。这些研究成果可为一些医药和农药分子及其中间体的合成提供简洁的路线，具有潜在的应用价值。通过对过渡金属催化C-H官能团化反应的研究，发展温和、高效的催化体系，可拓展过渡金属催化偶联反应的应用范围，具有较高的理论价值。

本项目主要对含硫化合物的合成方法展开了研究，旨在发展多种含硫杂环化合物的合成方法。我们以二硫醚为硫源，发展了碘促进的3-位次硫(硒)烷基吲哚的合成方法；设计并合成了一新颖的硫源：N-酰基次硫烷(芳)基衍生物，并将之应用于合成3-次硫基黄酮类化合物以及钯催化苯基吡啶邻位C-H活化C-S键形成反应中；研究了钯催化炔酸和烯基硫醚之间的脱羧偶联反应，合成了一系列含硫烯炔衍生物；以二硫醚为硫源，发展了经Meyer−Schuster 重排和自由基环合反应，得到结构重排的2-次硫基茚酮化合物。同时，合成了一类对空气稳定的含硫全氟烷基磺酸茂锆催化剂，并将之应用催化多种反应。本项目的研究主要成果，在J. Org. Chem. Tetrahedron等期刊上共发表学术论文8篇，其中影响因子大于2.0的5篇，申请并获得授权专利2项。受本项目基金资助，项目主持人获博士学位，培养硕士研究生3人。并多人次参与国内有机化学学术会议。