铜/氧气体系催化的烯烃脱氢氧胺化反应研究

Developing highly efficient, economic and "green" synthetic methods for the synthesis of heterocycles which are ready to be diversified is crutial to modern drug research and development.We will develop a novel copper-catalyzed aerobic intramolecular dehydrogenative aminooxygenation reaction of alkenes.Through this process, one end of the alkene substrate is attacked by an intramolecular nucleophile, while the other end is oxidized to aldehyde or ketone. As a result, an aromatic azaheterocycle substituted with a formyl or ketone group is formed.Oxygen acts as both a terminal oxidant and oxygen source of the carbonyl group formed through copper-mediated oxygen activation. On the bases of two successful examples for the synthesis of nitrogen-containing aromatic heterocycles, we will investigate this reaction systematically, including the types of nitrogen nucleophiles,substituents on the olefins, etc. This study not only provides a more efficient method for the synthesis of many heterocycles with potential biological activities, but also ensures possible application of Cu/O2, the envioronmentally benign catalytic system, to studies in laboratory as well as chemical industry.

发展高效的、经济的、"绿色"的易于衍生化的杂环化合物合成方法，对于现代药物研究与开发具有重要的现实意义。我们将发展和完善一类新颖的铜催化的，氧气气氛下的，分子内烯烃的脱氢氧胺化反应。通过这一反应，烯烃的一端接受分子内氮原子的进攻，另一端则直接氧化为醛或酮。这样一步得到醛或酮基取代的含氮芳杂环化合物。在这一过程中，氧气不仅作为最终氧化剂，而且氧气分子被活化，被引入到产物分子中，成为醛或酮的羰基氧。在已经成功得到两类醛基取代的含氮芳杂环的基础上，我们将对这一反应进行系统的研究，包括亲核氮原子的类型、烯烃的取代基等因素。通过对这一反应系统的研究，不仅为合成多种具有广泛生理活性的含氮杂环提供更加有效的方法，而且极大地拓展铜/氧气这一绿色环保的氧化体系在实验室研究乃至工业生产中的应用。

发展高效的、经济的、 “绿色”的易于衍生化的杂环化合物合成方法，对于现代药物研究与开发具有重要的现实意义。铜相比其它金属价格低廉，氧气含量丰富，是一种理想的氧化剂。利用铜/氧气催化体系通过碳氢键活化方法构建杂环化合物引起了科学家的极大兴趣。本项目围绕铜/氧气催化体系合成杂环化合物进行了一系列研究，取得了较好的成果，为今后进一步开展新药研发奠定了基础。其主要研究进展如下：(1) 以氧气为氧化剂，铜催化的2-氨基二苯甲酮分子内的C(sp2)-H胺化反应构建Acridone 衍生物；(2) 氧气条件下铜催化的分子内C-H酰胺化反应合成Isatins；(3) 铜/钯共催化的炔丙基胺重排合成β-氨基烯丙醛衍生物；(4) 利用原位产生的高价碘催化的N-芳基-2-氨基吡啶和N-芳基脒构建含氮杂环化合物；(5) 以甲酰胺为定位基的钯催化的芳基化反应研究；(6) 钯催化的α-异腈酰胺的亚氨基化反应构建C2-不同取代基的噁唑衍生物；(7) 室温下钯催化的α-异腈酰胺氧化偶联反应合成2,2’-双噁唑衍生物；(8) 以叠氮为胺源的C-H键酰胺化反应研究。