调控芳基三氮烯作为偶氮化和芳基化试剂在不对称合成中的应用

Although aryltriazenes have been used as diazotization and arylation reagents in organic synthesis because of their simple perparation, good stability, and diverse transformations, asymmetric synthesis with aryltriazenes have surprisingly not been reported so far. At the same time, by regulating aryltriazene to achieve diazenylation and arylation reaction will make it to be a diverse building blocks, and then used for synthesis of complex and core molecular skeleton. In particular, the application of aryltriazene to asymmetric synthesis via effective regulation is of great value but challenging in organic synthesis. Catalyst plays a crucial role in regulation, BrØnsted and Lewis acid were often used as catalyst for aryltriazene reaction. Therefore, this proposal is aimed to achieve asymmetric diazenylation and arylation reaction of nucleophilic carbon with aryltriazene via chiral BrØnsted and Lewis acid catalyst controlled switch. By using chiral BrØnsted acid as catalyst, the formation of chiral ion pair with chiral anion and aryl azo cation is the key step to realize asymmetric diazenylation of nucleophilic carbon. On the other hand, aryltriazene was activated by Lewis acid to give phenylium cations, enantioenriched arylated product subsequently afforded via electrophilic addition of phenylium cations to nucleophilic carbon in the presence of chiral Lewis acid. In conclusion, this proposal is aimed to achieve diverse transformation of aryltriazene in asymmetric synthesis by a catalyst-controlled switch.

芳基三氮烯具有易制备、稳定好和反应位点多等优点，因此作为芳基化和偶氮化试剂被用于有机合成中，但在不对称合成中的应用尚未见报道。芳基三氮烯经有效调控同时实现偶氮化和芳基化反应，可使其成为多样化的“有机合成砌块”，进而用于构筑复杂和重要的核心分子骨架。特别是调控芳基三氮烯用于不对称合成将具有重要的研究价值，同时也具有一定的挑战性。催化剂是实现调控的关键，布朗斯特酸和路易斯酸常用于催化芳基三氮烯。基于此，本项目拟利用手性布朗斯特酸和路易斯酸对芳基三氮烯进行调控实现亲核性碳的不对称偶氮化和芳基化反应。以手性布朗斯特酸为催化剂时，手性酸根阴离子与芳基偶氮正离子形成手性离子对，进而对亲核性碳进行不对称偶氮化反应；以手性路易斯酸为催化剂时，活化三氮烯得到芳基正离子后，在催化剂的立体控制下对亲核性碳进行芳基化反应。总之，本项目拟通过催化剂对芳基三氮烯调控进行不对称多样化转化，填补三氮烯在不对称合成中的空白

芳基三氮烯具有易制备、稳定好和反应位点多等优点，经有效调控可同时实现偶氮化和芳基化反应，因此可作为芳基化和偶氮化试剂用于有机合成中，使其成为多样化的“有机合成砌块”，进而用于构筑复杂和重要的核心分子骨架。.本项目以芳基三氮稀为原料，研究了调控芳基三氮烯与吲哚的区域选择性芳基化和偶氮化反应，发展了一种高效调控吲哚C2芳基化与C3偶氮化的方法，该方法以三氮烯为芳基源或芳基偶氮源，在温和条件下实现了其对吲哚的区域选择性和化学选择性官能团化反应；离子液体促芳基三氮烯和苯亚磺酸钠在无金属条件下合成芳基偶氮砜的反应，开发了一种布朗斯特酸性离子液体促进芳基三氮烯与苯亚磺酸钠在水中反应合成芳基偶氮砜的新方法；离子液体促进芳基三氮烯与乙腈无金属条件下通过胺化合成N-芳基乙酰胺的反应，开发了一种室温下，水为氧源，离子液体为促进剂芳基三氮烯与乙腈反应合成N-芳基乙酰胺的方法；离子液体催化芳基三氮烯参与的多组分芳基磺化合成二芳基砜的反应，发展了一种高效绿色合成砜类化合物的方法，该方法以廉价易得的含铁离子液体作为催化剂，以DABSO（1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷(DABCO)与SO2的络合物）作为固体二氧化硫源，稳定易得的芳基三氮烯为芳基源，在无促进剂条件下能以高产率获得二芳基砜；可见光促进氧化芳基三氮烯合成内酰胺，开发了一种廉价有机光敏剂Eosin Y-Na2催化和氧气为绿色氧化剂，以芳基三氮烯为原料合成内酰胺的方法。.总之，本项目以芳基三氮烯为稳定的多样化合成砌块，通过不同反应条件的调控，实现了其作为芳基化试剂和芳基偶氮化试剂对吲哚、萘酚及苯亚磺酸钠等的区域选择性或化学选择性官能团化反应，合成了一系列重要有机化合物，包括2-芳基吲哚、2-芳基-3-芳基偶氮基吲哚、芳基偶氮砜、二芳基砜和酰胺等，丰富了的以上化合物的合成方法、创新了芳基三氮烯的活化模式，为芳基三氮烯在有机合成中的应用奠定了坚实基础。