多反应中心卡宾中间体参与的环状化合物的高效合成反应研究

Highly efficient catalysis and accurate synthesis of cyclic compounds is the pursuit of organic chemists. The carbene metal complexes were widely used in the areas of highly efficient catalysis and accurate synthesis for their multi-reactivity. This project will focused on the design and synthesis of diazo compounds containing multi-reaction sites (such as active methylene and C=O bonds) and developing their application on the synthesis of cyclic compounds with varied and complicated structure via the sp2 C-H activation and cascade reactions of diazo compounds and simple raw materials by using Rh-catalysts, multi-metal catalysts, and metal/organocatalysts. The formation mechanism and reaction rule of the carbene metal compounds will be investigated under the optimal reaction conditions by modern techniques, such as NMR, MS, and controlled experiments. The successful achievement of this project will promote the development of the metallic carbene chemistry and diazo chemistry.

高效催化和精准有机合成是有机合成化学家追求的目标，过渡金属卡宾络合物因具有不同稳定性和反应性而使其具有多样的反应活性，在高效催化合成与精准合成中得到了广泛的应用。该项目拟设计含活泼亚甲基、碳氧不饱和键等多活泼反应位点的重氮化合物，在不同价态铑催化剂、多金属协同、金属催化剂和有机催化剂协同催化作用下，与简单的原料通过sp2 C-H键活化、串联反应等发展新型高效的金属卡宾参与的有机反应，构造结构多样性和复杂性的环状化合物，探索多反应位点的重氮金属卡宾的形成机制及其反应规律。该项目的成功实施将进一步推动金属卡宾化学、重氮化学的发展。

高效催化和精准有机合成是有机合成化学家追求的目标，过渡金属卡宾络合物因具有不同稳定性和反应性而使其具有多样的反应活性，在高效催化合成与精准合成中得到了广泛的应用。在国家自然科学基金资助下，本项目围绕过渡金属催化的多反应位点底物(如重氮化合物、N-磺酰基-1,2,3-三氮唑、N-羟基苯甲酰胺和N-芳基炔酰胺等)的反应性探讨及发展系列重要杂环骨架的合成新策略为目标，严格按照项目计划开展研究工作。项目执行期间，我们开发建立了一系列高效高选择性的基于金属卡宾的C-H活化/分子内环化、卡宾插入/异构化及多组分串联反应等，发展了多种具有潜在生物活性的含氮、含氧杂环化合物(如呋喃并[2,3-c]异香豆素、苯[f]并吡唑[1,5-a]并[1,3]二氮杂卓、吡唑并[3,4-b]吡啶、5-芳基-2-喹啉基噁唑等)的合成新方法。此外，利用中间体分离、核磁跟踪、控制实验等对过渡金属催化的卡宾形成机制及其反应规律和系列新颖串联反应机理进行了研究。该项目的成功实施拓展了基于多反应中心卡宾中间体的新颖有机反应在有机合成中的应用范围和实际应用价值，也为系列重要含氮、含氧杂环骨架的高效构建提供了一些新的方法。项目执行期间，共发表SCI研究论文39篇，培养博士研究生3名，硕士研究生13名，获安徽省自然科学技术奖三等奖1项。综上所述，本项目在多反应中心卡宾中间体的反应性以及杂环化合物的合成新方法方面取得了重要进展，完成了预期目标。