基于钯对邻位三唑取代卤苯的氧化加成/C-H活化串联环化反应研究

Heterocycle-fused 1,2,3-triazole is an important class of organic compounds because of its application in the field of biological science, materials chemistry and medicinal chemistry. And it is highly needed to develop novel and effective methods for these fused 1,2,3-triazoles. Based on the characteristics and activity of o-triazole bromobenzenes, this project designed some novel Pd-catalyzed tandem reaction between o-triazole bromobenzenes and reagents like alkynes, aryne and CO through oxidative addition/C-H activation. The following aspects will be focused in this program: (1) Research on the activity and selectivity of these cascade reaction through the optimization of reaction conditions and develop effective routes for heterocycle-fused 1,2,3-tiazoles; (2)Research on the mechanism of these transformations according to the experiment with intermediates.

1,2,3-三唑并氮杂环是一类重要的有机化合物，开发此类化合物的合成新方法具有重要的理论意义和实用价值。本项目以邻位三唑取代卤苯为底物，针对分子内的芳基卤键与三唑环上的C-H键的特点与活性，通过引入串联试剂如炔烃、苯炔和一氧化碳，设计了几种新颖的钯催化串联反应。本项目拟针对这些串联反应展开以下研究：（1）研究反应的活性与选择性，探讨催化剂、配体、碱、溶剂等因素对反应的影响，构建合成1,2,3-三唑并氮杂环的有效方法；（2）基于中间体的分离、合成及其控制性实验，探究反应的历程，揭示反应的机理。

多组分多步串联反应可以一锅法构建多个碳碳键和碳杂键，因而成为有机合成领域的研究热点之一，在药物化学、有机化学和材料化学领域展示出巨大的魅力。本项目基于绿色化学理念，通过过渡金属催化或者无金属催化实现了几例多组分多步串联反应，发展了环状化合物（如3-氯茚、[1,2,3]三唑[1,5-a]喹啉、[1,2,3]三唑等）、酰胺类物质、炔碘、1,3-丁二炔和γ-羰基亚砜类化合物的高效合成新方法，并通过控制性实验和理论计算（DFT）对反应的机制进行了探讨。主要研究内容如下：（1）基于钯对邻位三唑取代卤苯的氧化加成的串联反应研究。（2）钯催化氧气氧化邻烯基苯乙炔衍生物的氯钯化/Heck串联环化反应研究。（3）绿色氧化剂促进无过渡金属催化的C-X（X=C,N,S,I）键形成反应研究。在项目的资助下，我们已经发表SCI论文4篇，申请专利1项，在投论文1篇。在应用层面，项目为上述重要功能分子片段的构建提供了简单高效和绿色环保的新方法，为其生物活性、药理活性和功能材料分子的研发提供了便利条件。在理论层面，项目的研究内容与结果可以帮助人们更加深刻地认识这些有机反应的内在机制及过程。