氮杂环卡宾催化的新型有机反应研究

本项目拟研究氮杂环卡宾催化的新型有机反应、不对称催化反应及其在天然产物合成中的应用。研究内容包括：探索氮杂环卡宾做碱性催化剂促进的缩合和加成反应；氮杂环卡宾催化下累积双键类化合物参与的新型有机反应及其历程探究；建立简单和通用的合成手性三唑卡宾前体化合物新方法，探索新型手性氮杂环卡宾催化的不对称反应；通过氮杂环卡宾催化芳香二醛的反应，实现光学活性天然产物Pallidol的全合成。

本项目系研究氮杂环卡宾催化的新型串联反应，项目完成的工作主要有以下几个方面：.一、以氮杂环卡宾为Brønsted 碱催化剂，催化了alpha-异吡喃基取代酮的异构化和转化反应，实现了氮杂环卡宾结构对反应进程和产物的调控。.二、研究了氮杂环卡宾催化下各种邻-（羰基乙烯基）取代苯甲醛和杂环芳醛与亚硝基芳烃的串联环化反应，建立了构建苯并噁嗪-4-酮和杂芳环并噁嗪-4-酮类化合物的通用策略。.三、研究了氮杂环卡宾催化下邻-芳酰乙烯基肉桂醛与邻-芳酰乙烯基查尔酮的多步串联反应，实现了高度非对映选择性一步构建六个手性碳，发展了高效合成多官能团取代联二茚类化合物的新方法。.四、系统探索了氮杂环卡宾催化邻芳酰乙烯基肉桂醛与alpha,beta-不饱和亚胺的反应。研究表明，在非手性三唑卡宾催化下，o-芳酰乙烯基肉桂醛与不饱和亚胺反应经历串联的Michael-Michael-内酯化过程，以良好产率生成茚并[2,1-c]吡喃酮衍生物。当使用N-对甲氧苯基茚并[2,1-b]三唑并[4,3-d][1,4]噁嗪盐做手性卡宾前体时，该反应以中等产率和优异的对映选择性生成光学纯茚并[2,1-c]吡喃-1-酮衍生物。然而，将相同骨架的手性三唑卡宾N-取代基变成莱基时，同样的底物反应却以中等产率和优异的对映选择性生成光学纯多官能团取代茚并环戊-1-酮衍生物。此项研究首次实现了通过微调氮杂环卡宾N-取代基改变反应非对映选择性和反应途径，建立了由相同反应原料高度对映选择性合成光学活性茚并吡喃酮和茚并环戊酮衍生物的新方法。.五、发展了氮杂环卡宾和Brønsted碱协同/串联催化新体系，通过NHC和碱串联催化改变了邻-芳酰乙烯基芳醛二聚反应的途径，实现了高效和非对映选择性构建多官能团取代苯并[a]芴-11-酮衍生物。.六、研究了氮杂环卡宾和Brønsted碱串联催化3-（o-甲酰苯酚基）丙烯酸酯与N-Boc亚胺的反应。通过简单调节碱催化剂的用量，实现了对串联反应进程的调控和选择性产生苯并呋喃酮或黄酮衍生物。因此，该研究发展了利用相同反应原料高效和选择性合成苯并呋喃酮和黄酮衍生物的新途径。