N-杂环卡宾（NHC）催化的醛与卤代烃的亲核取代反应及其应用研究

极性反转的有机催化反应开辟了一条用非传统方法构建碳碳键的途径，成为有机化学家用来改变常规反应模式的常用方法。N-杂环卡宾（NHCs）由于其性质独特，种类繁多且毒性较小等优点而成为该类反应中最常用的有机小分子催化剂之一。NHCs催化的亲核取代反应是一种反应类型，它与经典的Stetter反应在底物的选择上具有一定的互补性，但目前相关的文献报道很少，且所用的亲电试剂仅限于卤代芳（杂）环、邻羟基卤苄等特殊的卤代烃，或反应仅限于分子内亲核取代。本项目旨在突破该类反应底物限制较大的瓶颈，拟以一般的卤代烃作为亲电试剂，以期开发NHCs催化的各种类型的醛与卤代烃的亲核取代反应；同时拟通过巧妙的实验设计来研究可能的反应机理，以期在机理的理论指导下发展构建乙酮基结构单元的新方法，方便的合成各种含乙酮基结构单元的生物活性分子或其中间体、包括芳香羧酸苄酯在内的酯类化合物以及轴手性联芳基七元内酯。

极性反转的有机催化反应开辟了一条用非传统方法构建碳碳键的途径，成为有机化学家用来改变常规反应模式的常用方法。N-杂环卡宾（NHCs）由于其性质独特，种类繁多且毒性较小等优点而成为该类反应中最常用的有机小分子催化剂之一。NHCs催化的亲核取代反应是一种反应类型，它与经典的Stetter反应在底物的选择上具有一定的互补性，但目前相关的文献报道很少，且所用的亲电试剂仅限于卤代芳（杂）环、邻羟基卤苄等特殊的卤代烃，或反应仅限于分子内亲核取代。.本项目突破该类反应底物限制较大的瓶颈，以一般的卤代烃作为亲电试剂，开发了NHCs介导的各种类型的醛与卤代烃的亲核取代反应，分别建立了α-芳基酮类化合物、芳香羧酸苄酯类化合物以及联芳基七元内酯的合成新方法。α-芳基酮类化合物的合成，在室温、氮气保护的无水无氧条件下，以卡宾盐1f为催化剂，DBU为碱，无水乙腈为溶剂反应5-10分钟，以22-63%产率得到目标产物；芳香羧酸苄酯类化合物的合成，在室温、给氧条件下，以卡宾盐1f为催化剂，碳酸钾配合相转移催化剂18-冠-6，在无水乙腈反应20-28小时，目标产物最高产率可达99%，几乎定量合成；联芳基七元内酯的合成初步建立的最佳反应体系为，室温、给氧条件下以卡宾盐1e化学计量参与反应，碳酸钾配合相转移催化剂18-冠-6，以无水乙腈溶剂，底物的拓展和反应条件的进一步优化尚在进行中。另一方面，我们通过巧妙的实验设计来研究可能的反应机理，并在机理的理论指导下寻找NHC无法在醛与卤代烃的亲核取代反应中形成催化循环的原因。.我们开发的NHC介导的、由芳醛与卤代烃经一步法制备α-芳基酮和芳香羧酸苄酯的高效方法，具备原料简单易得、成本低、一步反应、条件温和、污染相对较低等优点，为各种含乙酮基结构单元或苄酯结构单元的生物活性分子或其中间体的合成提供了新的途径。目前，我们正与公司合作，尝试将合成方法中试、放大，应用于企业生产工艺，将本研究成果转化成生产力。