钯催化芳基肼与烯烃的不对称碳杂环化反应

Chiral heterocycle compound is one of important skeletons, which exists in many bioactive natural products and drugs. Therefore, it is very important to construct such compounds by asymmetric reactions. This project will focus on palladium-catalyzed asymmetric carboheterocyclization of alkenes with arylhydrazines as environmentally friendly and high atomic economy arylation reagents to synthesize three, four and five-membered heterocyclic compounds based on our previous research work and total synthesis of natural products (-)-Aphanorphine and (+)-bruguierol will be studied by using this asymmetric methodology as the key procedure. Besides, the mechanism of C-N bond cleavage of arylhydrazines and nucleopalladation of alkene will also be investigated, which will provide important theoretical basis for chiral control induced by chiral ligands under the aerobic system. This project firstly uses palladium-catalyzed asymmetric carboheterocyclization of alkene with arylhydrazines under the aerobic system to provide new method and idea for sustainable development of green chemistry and constructing chiral heterocyclic compounds.

手性杂环化合物是许多具有生物活性天然产物和药物的重要骨架之一，因此，通过不对称反应构建该类化合物具有重要的科学意义。本项目在课题组已成功实现钯催化芳基肼羰基化反应的基础上，拟进一步把芳基肼作为环境友好、高原子经济性的芳基化试剂，应用于钯催化的烯烃不对称碳杂环化反应，实现手性三元、四元及五元含氧杂环和含氮杂环化合物的合成，并将此不对称方法学作为关键步骤完成天然产物(-)-Aphanorphine和(+)-bruguierol的全合成。此外，我们将通过探讨钯催化下的芳基肼碳氮键断裂以及烯烃亲核钯化过程的机理，为有氧体系下手性配体诱导的手性控制提供重要的理论依据。本项目率先采用芳基肼在有氧体系下实现钯催化烯烃的不对称碳杂环化反应，旨在为手性含杂原子小环化合物的合成和绿色有机化学的可持续发展提供一条新方法和新思路。

碳氮键是最常见的一种化学键，广泛存在于自然界和具有生物活性的药物中。因此，如何高效的实现碳氮键的断裂或构建一直是有机化学研究的难点和热点之一。本项目利用过渡金属催化和碱促进的方法策略发展了一系列碳氮键断裂和构建的有机合成方法学。研究内容主要包括三个部分：1）通过碳氮键断裂的方式发展了钯催化芳基肼与烯烃、硫酚的偶联反应；2）通过碳氮键断裂的方式发展了一系列钯催化季铵盐与芳基硼酸、末端炔烃、芳基硅试剂的偶联反应；3）发展了碱促进烯炔烃的碳氮键构建方面的有机合成方法学。本项目的研究有效丰富了碳氮键断裂和构建方面的研究，为相关药物研发提供了重要的物质基础和合成方法。依托本项目的研究结果，现已发表SCI二区以上论文12篇.