吲哚酮类化合物导向的钯催化氧化串联反应研究

本申请拟研究的内容：.（1）以3-亚甲基吲哚-2-酮合成为导向，以N-芳基炔酰胺为底物模板，通过亲核试剂及催化体系设计和筛选等，发现新的钯催化氧化串联反应方法和技术；.（2）以其它吲哚酮类化合物合成为导向，应用和发现钯催化氧化串联反应方法学。将着重于反应底物的设计、新氧化催化体系的发现和反应机理的研究；.（3）将上述方法和技术应用于合成具有生理活性的吲哚酮、吲哚和苯并呋喃等天然产物和药物及其骨架。. 通过该项研究，发现钯催化氧化串联反应所表现出的新现象和规律，发展具有高效、高选择性和绿色的串联反应方法和技术，并将该方法和技术应用于合成某些天然产物和药物及其骨架。该研究将发展钯催化方法学，丰富有机化学内涵，拓宽钯催化串联反应方法和技术在有机合成中应用新途径，并为其工业化实现提供理论指导和技术基础。

吲哚酮类化合物是一类具有重要生理活性例如抗肿瘤等的含氮杂环化合物，是许多天然产物和药物的基本骨架。因此，吲哚酮类化合物合成及其新合成方法的研究一直是有机化学领域重要研究内容之一，得到了广泛关注。然后，合成吲哚酮类化合物的高效方法并不多，并且常用的方法需要多步反应，选择性不好，反应底物适用范围局限性大。因此，发展高效、高选择性的合成吲哚酮类化合物的方法是非常必要的并具有很大的挑战性。四年来，我们课题组集中开展吲哚酮类化合物导向的钯催化氧化串联反应研究，以此为基础，拓宽研究领域，发展出其他氧化串联反应新方法，共合成出近800个不同种类的杂环化合物，并发表学术期刊论文65篇。主要研究内容包括重要结果和关键数据总结如下：.1）发现了吲哚酮类化合物导向的氧化串联新反应。首先通过吲哚酮类化合物导向的钯催化氧化环化串联反应的研究、建立了钯催化氧化羰基化/环化串联反应，合成出3-亚甲基吲哚-2-酮和其它吲哚酮类化合物；在此基础上，发现了以N-芳基烯酰胺为反应底物的新的氧化自由基串联反应以及光催化自由基串联反应等新方法，合成出一系列不同取代的吲哚酮类化合物；.2）发展出氧化自由基串联反应新方法。发现了炔烃、烯炔等参与的氧化自由基环化串联反应以及环加成反应，实现了铑催化炔烃参与的C-H氧化活化/环化串联反应，为合成各种杂环化合物提供了新途径；并成功地将氧化串联反应策略应用于C-H氧化自由基偶联反应，从而为构建碳-碳键和碳-杂原子键提供了新的方法。.总之，通过四年的研究，发现了钯催化氧化串联反应所表现出的新现象，发展具有高效、高选择性和绿色的串联反应方法和技术，包括烯烃双官能团化反应，炔烃氧化原位环化反应及环加成反应，烯炔的氧化自由基环化反应及[2+2+m]环加成反应，C-H氧化偶联反应等。并将这些方法和技术应用于合成吲哚酮类化合物、吲哚类化合物、苯并呋喃类化合物、喹啉类化合物和含氮七元杂环化合物等，这些杂环化合物均为天然产物和药物及其骨架。该研究发展了钯、铁、铜、钌、铑等过渡金属催化方法学，从而丰富有机化学内涵，拓宽了串联反应方法和技术在有机合成中应用新途径，并为下一步研究以及为实现这些方法工业化提供可行的理论指导和技术基础。