烯－炔－酮以及环丙烯体系在过渡金属催化下的反应研究

Catalytic reaction through metal carbene intermediate is an important research area in organometallic chemistry, it also plays important role in synthetic organic chemistry. Diazo compounds are most widely used precursor for generating metal carbene species. However, there are some drawbacks of using diazo compounds as carbene precursors. In particular, diazo compounds are usually not stable. As the result, the search of new precursor for generating carbene species has become an active research area in recent years. In this research project, we will study the catalytic transformation with ene-yne-ketones as carbene precursors. In particular, we will study the combination of metal carbene process and cross-coupling reactions. The research project will include the following aspects: 1) Pd(II)-catalyzed oxidative coupling of ene-yne-ketone with organic boronic acids and terminal alkynes; 2) Rh(I)-catalyzed coupling reaction of ene-yne-ketone with organic boronic acids; 3) Pd(II)-catalyzed ring-opening cross-coupling of cyclopropenes and aromatic halides; 4) Rh(III)-catalyzed aromatic C-H bond activation with cyclopropenes as three-carbon unit. Besides, we will also study the reaction mechanism in these reactions. Through these studies, we will further establish the generality of ene-yne-ketones and cyclopropene as metal carbene precursors. We will also develop novel synthetic methodologies based on these transformations.

金属卡宾经由的催化反应是金属有机化学的重要研究领域，在有机合成方面占有重要地位。重氮化合物是金属卡宾的常用前体。然而，重氮化合物存在稳定性较差等问题。因此，探索新的金属卡宾前体是这个领域的一个重要研究方向。本项工作是研究烯－炔－酮以及环丙烯体系作为金属卡宾前体的催化反应，特别是金属卡宾和交叉偶联相结合的反应。研究将包括以下几个方面：1）Pd(II)催化的烯-炔-酮体系和有机硼试剂以及端炔的氧化偶联；2）Rh(I)催化的烯-炔-酮体系和有机硼试剂的偶联；3）钯催化的环丙烯和芳香卤化物的开环偶联；4）Rh(III)催化的环丙烯作为三碳单元的芳香C-H键活化反应。此外，我们还将对相关的反应机理展开研究。通过上述研究工作，我们将进一步建立烯－炔－酮以及环丙烯体系作为金属卡宾前体的普遍性，并发展基于金属卡宾过程的新颖的合成方法学。

过渡金属催化的卡宾偶联已成为重要的研究领域，其中重氮化合物是金属卡宾的常用前体。然而，重氮化合物存在稳定性较差等问题。因此，探索新的金属卡宾前体是这个领域的一个重要研究方向。本项工作是研究烯－炔－酮以及环丙烯体系作为金属卡宾前体的催化反应。通过该项研究工作，我们将进一步建立烯－炔－酮以及环丙烯体系作为金属卡宾前体的普遍性，并发展基于金属卡宾过程的新颖的合成方法学。. 围绕上述目标，本项目在以下方面取得重要进展1）钯催化的共轭烯炔酮与端炔的氧化偶联反应；2）铑催化的共轭烯炔酮与有机硼酸的偶联反应；3）Rh(I)催化的卡宾参与的乙烯基环丙烷碳碳键活化反应。. 项目共计发表论文21篇，包括Angew. Chem. Int. Ed. 3篇，Org. Lett. 1篇，J. Org. Chem. 4篇，Chem. Commun. 1篇，Chem. Soc. Rev. 1篇，获中国发明专利授权3项。部分工作被他人正面评价，产生积极影响。项目执行期间培养博士研究生6名。项目负责人多次应邀在国内外重要学术会议上报告相关研究成果。综上所述，本项目在过渡金属催化的以烯－炔－酮等为卡宾前体的偶联反应方面取得了重要研究进展，完成了预期目标。