新型Pinacol偶联反应及其在活性天然产物全合成中的应用研究

Pinacol is one of the most important organic structure motifs. It is not only widely used as organic synthetic intermediates, but also found in a large amount of natural products. Its traditional synthetic path is the reductive coupling of two ketyl compounds, which is called Pinacol Coupling. However, there are some unsolved problems for this reaction up to now, such as the need of stoichiometric amount of metal reductants, and difficult control of chemoselectivity and stereoselectivity. This grant application will focus on the development of a new path from the direct coupling of alcohol and ketyl compound based on the α C-H activation of alcohol. This new path will eliminate the need of stoichiometric amount of metal reductant, and promote the reaction chemoselectivity and stereoselectivity. After this, this new synthetic method will be applied into the total synthesis of some bioactive natural products.

Pinacol是重要的有机结构单元，既广泛地用作有机合成中间体，又大量存在于各种活性天然产物之中。常用的传统合成方法是基于两分子羰基化合物还原偶联的Pinacol偶联反应。然而此方法面临着需要当量的金属还原剂，较低的交叉偶联选择性和较难控制的反应立体选择性等多种问题，至今无法有效解决。本项目拟基于C-H活化的方式，促使羟基化合物α位直接和羰基化合物加成偶联，来构建Pinacol结构，从而发展一类新型的Pinacol偶联反应。这样既可以有效解决传统Pinacol偶联反应存在的效率低的问题，又可以有效解决它的化学选择性控制困难的缺陷。在此基础上，我们还将Pinacol构筑新方法应用到一些生物活性天然产物的全合成中，提高天然产物全合成的效率和选择性。

围绕预定的目标进行了醇和醛酮的直接偶联合成Pinacol的反应的尝试，但是无法很好的解决醇脱氢氧化的问题。在此过程中我们对醇、烯烃和合成的配体有了重要的新发现，因此我们及时调整了研究方向，重点研究了廉价金属催化的烯烃的还原偶联反应和各类配体控制的选择性过渡金属催化反应。相继完成了Fe及Ni催化的不活泼烯烃和醛的还原偶联反应，R2PCl配体控制的联萘酚高选择性一步邻位芳基化反应，酰胺配体控制的单取代芳烃高对位选择性芳基化反应，和R2P(O)H控制的双金属催化的环丙基酰胺和炔烃的环加成反应。总共发表8篇基金标注的SCI文章，包括影响因子大于10的论文4篇（J. Am. Chem. Soc 2篇，Angew. Chem. Int. Ed 2篇）。培养了博士3人，硕士1人，本科生4人。