过渡金属催化的基于氨基酸脱羧反应的偶联反应探究

In this project, we will develop new transition metal catalyzed intermolecular tandem decarboxylative coupling reactions by using in situ generated azomethine ylide intermediates with readily available natural α-amino acids as starting materials. A rapid and convenient synthesis of a variety of new nitrogen-containing heterocompounds with potential biological activities will be realized by the developing of two- or three-component domino reactions based on decarboxylative coupling reaction of α-amino acids. A new transition metal catalyzed three-component decarboxylative coupling reaction involving α-amino acid and alcohol will also be developed which will open up a new synthetic way to functionalized amine derivatives.

本项目拟利用便宜、易得的α-氨基酸为原料，经由原位产生的亚甲胺叶立德中间体，发展新的过渡金属催化的脱羧偶联反应。通过发展基于氨基酸脱羧偶联反应的两组分、三组分串联反应，我们可以快速高效地构建一系列新的具有潜在生理和药理活性的复杂含氮杂环化合物。同时，在前期研究工作的基础上，我们将发展新的过渡金属催化的醇参与的基于氨基酸脱羧反应的三组分偶联反应，从而为官能团化胺的制备提供新的方法。

亚甲胺叶立德是有机合成中重要的活性中间体，它可以由α-氨基酸和醛或酮进行脱羧反应原位产生，或者由仲胺和醛或酮通过自氧化还原过程产生。原位产生的亚甲胺叶立德中间体经质子化后，得到亚胺鎓盐，该胺鎓盐易被反应体系中的亲核试剂捕捉，得到相应的加成产物。利用以上策略，我们发展了以下反应：. (1)我们将脱羧偶联反应和分子内氮原子参与的炔烃环化反应结合起来，成功实现了新的铜催化的Ts保护的邻氨基苯乙炔、氨基酸和醛的三组分脱羧串联反应，并利用该三组分串联反应，合成了一系列全新的具有潜在生物活性的2-(2-吲哚基)吡咯烷类化合物和含四氢吡咯环取代的1,2-苯并噻嗪类化合物，为这两类化合物的高效、多样性合成提供新了的途径。. (2)我们实现了2-氧代酰胺和 α-氨基酸两组分脱羧串联反应，利用该反应合成了一系列四氢吡咯并[1,2-a]咪唑啉-2-酮衍生物。. (3)发展了环状仲胺和2-氧代酰胺的自氧化还原关环反应，为具有双环结构的咪唑啉-4-酮类化合物提供了新的方法。. 根据邻氨基苯乙炔、氨基酸和醛的三组分反应研究过程中一些新的发现，我们发展了纯水相中碳酸钾催化的Ts保护的邻氨基苯乙炔衍生物的自身环化反应，并以基本是定量的产率制备了一系列吲哚类化合物。. 另外，我们通过碱性条件下3-羟基吲哚-2-酮衍生物和β-芳基丙烯腈衍生物的[3 + 2]双麦克加成串联反应，在温和条件下实现了吲哚螺四氢呋喃类化合物的高效、高非对映选择性的合成，并进一步合成得到一系列吲哚螺八氢呋喃并[3,4-c]吡啶衍生物。