金属催化烯烃参与的交叉偶联反应研究

Transition metal-catalyzed cross-coupling reactions comprise one of the most efficient synthetic methods for the construction of carbon-carbon bonds. These two component reactions between organohalide electrophiles and organometallic nucleophiles have been widely applied in the pharmaceutical industry and conjugated organic materials. Recently, the cross-coupling reactions have been expanded to incorporate a third component, or a conjunctive reagent, for the rapid assembly of molecular complexity. Significant effort has focused on utilizing alkenes as conjunctive reagents in three-component cross-coupling reactions. This project studies transition metal-catalyzed three-component cross-coupling reactions of alkenes with electrophiles and nucleophiles. We use O-benzoylhydroxylamine as electrophilic amination reagent and redox active ester as electrophilic alkylation reagents, selectively introducing amino groups and alkyl groups into organic molecules to synthesize more complex and useful compounds. We will use chiral ligands to explore the asymmetric three component cross-coupling reactions. The synthetic methods we developed will be applied for the efficient construction of some important biologically active molecules.

过渡金属催化的交叉偶联反应是构建C-C键最为有效的合成方法之一，广泛应用于制药工业、有机材料等领域。它们通常是有机卤化物亲电试剂和有机金属亲核试剂之间的两组分反应，如Sonogashira、Negishi、Stille、Suzuki等交叉偶联反应。近些年，交叉偶联反应发展到三组分，其在构建复杂分子方面显示出高效性，具有重要意义。在三组分的交叉偶联反应中，结合试剂作为连接器连接了另外两组分的偶联试剂，我们主要研究烯烃作为结合试剂参与的过渡金属催化的交叉偶联反应。本项目研究过渡金属催化的烯烃与亲电试剂、亲核试剂的三组分交叉偶联反应，我们利用O-苯甲酰基羟胺作为亲电胺化试剂、氧化还原活性酯作为亲电烷基化试剂，选择性的引入氨基、烷基到有机分子之中，合成更为复杂和有用的化合物。我们将使用手性配体，探索烯烃参与的不对称交叉偶联反应。利用所发展的合成方法，实现一些重要生物活性分子的高效构建。

近些年，镍催化的还原偶联反应发展成为一种构建C–C键的强有力方法。由于反应过程中没有使用等当量的有机金属试剂，也不存在促进转金属作用的强碱，还原交叉偶联提高了官能团的兼容性。并且，相较于有机金属试剂，有机亲电试剂来源广泛、容易获得、比较稳定、易于操作，使得还原偶联反应具有更加广泛的底物范围。.过渡金属催化不饱和烃的双官能化反应是从简单起始原料构建复杂分子结构的有效方法之一，具有高效性、原子经济性和环境友好性等特点。我们利用还原偶联的策略对不饱和烃的还原双官能化进行了系统的研究。实现了炔烃的分子内还原双碳化，区域和立体选择性地构建了一系列碳环和杂环骨架分子；发展了可见光和金属协同催化的烯烃的分子间还原双碳化，构建了芳基乙酸类生物活性分子。此外，运用镍氢化学，对映选择性地实现了炔烯酮的还原环化，以及烯酰胺的脱羧氢烷基化构建手性胺类化合物。所发展的区域和立体选择性的合成方法可以实现从简单分子到复杂结构的高效构建，对于具有重要生理活性的天然产物和药物分子的合成具有重要意义。