前过渡金属促进的多组分反应研究

Multicomponent reactions (MCRs) have been refined in recent years into a powerful and useful tool in synthetic chemistry. Such processes enable the rapid elaboration of complex structures in a highly efficient manner. In addition, the implementation of several transformations in a single manipulation is highly compatible with the goals of sustainable and "green" chemistry. The strategy is particularly attractive for the generation of compound libraries of small molecules for applications in medicinal chemistry. Mastering unusual combinations and sequences of elementary organic reactions under similar conditions is the major conceptual challenge in novel types of MCR. In latest decades, metal-assisted strategies have received increasing interests in organic chemistry. Their mildness, high chemo-, regio- and stereoselectivity, and excellent functional group tolerance, make them interesting processes to be incorporated into MCRs. This project will focus on the study early transition metals (Ti, Zr, Cr, et.al)-assisted MCRs. The early transition metal could incorporate with several organic molecules to afford complexes. The resulting new organometallic compound can be converted into various functionalized molecules through coupling reaction with electrophiles. Such reactions provide a straightforward method in MCRs.

多组分反应可以快速地合成大量具有结构多样性和复杂性的化合物和建立相应的化合物库,已经被广泛地应用于有机化学的许多研究领域。同时,该反应操作简单、资源利用率高、原子经济、易于实现自动化，近来受到广泛关注。该反应的最大挑战是如何调控反应的动力学使各组分按照指定的方式组装，从而高收率、高选择性地得到目标化合物；另外，多组分反应不仅要考虑起始原料的反应匹配性，还要考虑原位生成的中间体与其它底物的反应匹配性。近年来金属有机化学的发展，极大地推进了有机化学的新理论、新反应、新方法的发展，同时也促进了新型有机功能物质的发展。本项目旨在利用前过渡金属（钛、锆等）的多配位点和多氧化态，使其与有机底物选择性的结合在一起，协调底物之间的匹配性，使各反应组分按照指定的方式组装，选择性的加入另一组分对已生成的中间体进行结构调整，从而设计出新的多组分反应，为高效和环境友好的有机合成提供新方法，创造新有机分子。

多组分反应可以快速地合成大量具有结构多样性和复杂性的化合物和建立相应的化合物库,已经被广泛地应用于有机化学的许多研究领域。同时,该反应操作简单、资源利用率高、原子经济、易于实现自动化，近来受到广泛关注。该反应的最大挑战是如何调控反应的动力学使各组分按照指定的方式组装，从而高收率、高选择性地得到目标化合物；另外，多组分反应不仅要考虑起始原料的反应匹配性，还要考虑现场生成的中间体与其它底物的反应匹配性。金属有机化学的发展，极大地推进了有机化学的新反应、新方法的发展，同时也促进了新型有机功能物质的发展。本项目利用前过渡金属（钛、锆等）的多配位点和多氧化态，使其与有机底物选择性的结合在一起，协调底物之间的匹配性，使各反应组分按照指定的方式组装，选择性的加入另一组分对已生成的中间体进行结构调整，从而设计出了几类新颖的多组分反应。主要取得的研究成果包括：1）Zr介导的烯烃、炔烃和亲电类的含氮试剂反应构建了系列烯基氮类化合物和高取代的吡咯衍生物；2）酸根型有机锆试剂含有多个锆-碳键，在亲电试剂或氧化剂的诱导下实现不同的组合选择性偶联，建立了锆介导的多组分反应，合成了系列结构新颖的有机分子；3）基于锆或钛介导的不饱和化合物偶联环化反应，建立有机磷试剂的合成方法；4）在该课题的实施研究中发现和发展了无金属参与的多组分反应构建环状骨架化合物。