金催化七元环结构的合成及其在生物活性小分子合成中的应用

Seven-membered carbocycles are highly versatile structural motifs present in many bioactive natural products as well as pharmaceuticals and agrochemicals, and great efforts have been made to develop efficient protocols enabling their facile preparations. Up to the present, a variety of methodologies toward their preparations have been developed, and some of them have successfully been applied in the synthesis of bioactive natural products and pharmaceuticals. Despite these significant advances, the discovery of new and straightforward methodologies for the synthesis of seven-membered carbocycles remains one of the hottest topics in synthetic chemistry. Therefore, this proposal is intended to use (Z)-but-1-en-3-ynylcyclopropane derivatives as the substrates to develop a new strategy of a gold-catalyzed tandem 6-endo-dig cyclization/6π-electrocyclic opening sequence that generates the multisubstituted cycloheptatriene. Moreover, this methodology will be further applied in the synthesis of biologically meaningful molecules.

七元碳环结构是一类非常重要的核心骨架，它广泛存在于具有重要生物活性的天然产物、药物分子及农药分子结构中，如何高效构建该类核心骨架一直是有机化学家们研究的重要课题。到目前为止，已经发展出一系列合成该类型骨架的有效方法，部分的合成方法也被成功应用于具有重要生物活性天然产物及药物分子的合成中。虽然对于七元碳环的合成已经取得很多重要的研究成果，但是开发新的、直接的合成方法仍然是有机合成领域一个重要的研究热点。因此，本项目拟用(Z)-1-丁烯-3-炔环丙烷类衍生物作为反应底物，发展一种金催化串联的6-endo-dig的关环反应及6π电环化开环反应生成多取代环庚三烯类化合物。另外，本项目也将进一步尝试该合成方法应用于具有重要生物活性的分子合成当中，为含有该类型骨架的分子提供一条可供选择的合成路线。

七元碳环结构是一类非常重要的核心骨架，它广泛存在于具有重要生物活性的天然产物、药物分子及农药分子结构中，如何高效构建该类核心骨架一直是有机化学家们研究的重要课题。本项目拟以(Z)-1-丁烯-3-炔环丙烷衍生物作为反应原料，尝试探索一种新的金催化制备多取代的环庚三烯类产物。遗憾的是，经过了系统的条件筛选优化虽然可以拿到所设计的目标产物，但是所得到的反应收率比较低。但幸运的是，利用上述的反应原料，在可见光催化的反应条件，发展出了多种实用的合成方法。取得了如下主要的研究成果：1）以直接商业可得的苯乙炔作为反应原料，在可见光催化的反应条件下，与磺酰肼发生磺酰化反应制备出一系列官能团化的β-羰基砜类化合物；2）以肉桂酸类化合物作为反应原料，在可见光催化下，与磺酰肼在无过渡金属的条件下生成多取代基的烯基砜类化合物；3）可见光催化促进1,2-芳基迁移的过程实现了烯丙醇的三氟甲基化反应，制备出一系列的β-三氟甲基-α-芳基酮类化合物；4）可见光催化N-芳基丙烯酰胺的三氟甲基化反应，实现了三氟甲基吲哚酮的合成；5）可见光催化苯甲醇类化合物与二烷基乙酰胺的氧化/缩合反应生成多官能团化肉桂酰胺产物。.本项目总共参与发表了SCI研究论文11篇，其中SCI一区论文3篇，SCI二区论文4篇。另外，本项目还参与申请发明专利3项，其中1项已授权。