基于Payne/Aza-Payne重排的成环串联反应研究

本项目拟通过对不同底物的Payne/Aza-Payne重排和不同亲核/亲电试剂参与的串联反应来制备各种不同的含多个手性中心的杂环化合物。含有手性胺基和羟基的杂环化合物是重要的活性片段，广泛地存在于许多药物和天然产物中，所以通过简单有效的方法制备此类含氮生物碱一直是有机化学中的热点研究领域。我们将利用Payne重排或Aza-Payne重排与氰酸乙酯在路易斯酸催化下进行开环-成环串联反应生成各种杂环化合物,利用Aza-Payne重排和叶立德参与的亚甲基转移串联反应制备手性含氮多取代基杂环化合物，以及利用Aza-Payne重排和金属催化的羰基化串联反应制备多取代基的吡咯烷酮类化合物。这将为药物研发和天然产物的合成提供方便简单的手性含氮杂环中间体，也可以很大程度上增加药物的化合物库，为合成更多的药物提供筛选，这在能源、材料日益紧张，环境保护问题显得日益严峻的当前，具有重要意义。

作为活泼的中间体，重氮金属卡宾在合成化学中具有广泛的应用。近些年来，许多基于金属卡宾化学研究吸引了广泛的注意，也导致了许多新颖合成方法的出现。本课题组自2013年进入此研究领域，着重与发展基于重氮卡宾的方法学研究，至今已在此领域有所建树。.首先，我们发展了一系列金催化的分子间和分子内的重氮偶联反应，实现了首例金催化的重氮偶联反应生成Z-四取代的烯烃，此反应用铑，铜等催化剂都不能实现。其次，我们发现用不同的金催化剂，芳基重氮和烯烃重氮的偶联反应可以选择性的去重氮化而生成不同的关环产物。此反应也揭示了含不同配体的金化合物和重氮反应生成金卡宾的速率不同。上述结果都发表在ACIE上，并被JACS, ACIE和Chem. Soc. Rev. 等引用且正面评价。.在此基础上我们也发展了重氮的分子间偶联反应生成大环烯烃类化合物。我们发现和金催化的分子间反应不同，只有一类特殊结构的金催化剂可以实现分子内反应。并且随着环的增加，大环烯烃的优势构型也由Z变为E。此结果发表在Chem. Commun.上。作为一种广泛应用的重氮前体，腙类化合物被作为重氮化合物的替代物进行卡宾反应。我们发现分子内的腙偶联反应在不同的反应条件下，可以选择性的生产烯烃和杂环化合物。也是第一例选择性去腙偶联的反应，该结果发表在Chem. Euro. J上。.反应的化学选择性一直是有机化学的核心问题之一。我们发现在不同条件下，胺基炔烃类化合物在铜催化下可以选择性和重氮反应生成不同的五元杂环化合物。机理研究发现，不同取代的胺基炔烃可以选择性的优先发生N-H键插入反应继而发生Conia-ene反应关环。选用Ts取代的胺基炔首先发生交叉偶联生成联烯，继而发生分子内Aza-Michael加成关环。此结果也发表在ACIE上。.在此期间，我们也进行了其它基于重氮的官能团转化。发表在影响因子>3.5文章共21篇，其中ACIE 3篇，Organic letters 4篇，Chem. Eur. J. 1篇，Chem. Comm.1篇。其余发表在Adv. Synthe. Catal., Chem. Asian. J., Org. Biomol. Chem. 和RSC Adv上。