钴催化的碳氢活化及碳-碳和碳-杂键偶联反应研究

过渡金属催化的C-H活化及C-C和C-杂键偶联反应一直是有机化学的研究热点，近几年得到尤其多的关注。但是目前所使用的催化剂主要集中于Pd、Ni和Ru等金属化合物。金属Co化合物催化的C―H活化及偶联反应目前还是空白。本项目拟研究开发金属Co化合物催化的C―H活化及C-C及C-杂键偶联反应，进一步丰富过渡金属催化的C-H活化及偶联反应体系，并通过分离鉴定生成的含有Co－C键的中间体及其相关反应产物的结构，对反应的机理进行研究，以期开发出更加廉价，更加高效和环境友好的催化体系。

本项目首先对金属钴化合物催化的C―H键活化以及相关反应进行了研究，发现通过官能团的导向作用，金属钴化合物可以高选择性地催化苯并喹啉和苯基吡啶类化合物的Csp2―H键与格式试剂的直接交叉偶联反应；也可以高选择性地催化取代2-乙烯基吡啶的Csp2―H键与格式试剂的直接交叉偶联反应。同时对过渡金属催化的C―H键与炔烃的氧化环化反应以及与烯烃的氧化烯基化反应进行了研究，开发出一系列简洁高效的合成各种杂环化合物和构建烯基化产物的新方法。此外，通过计量比反应对过渡金属催化的异喹啉酮与炔烃通过C―H/N―H活化的环化反应的三个关键反应中间体进行了分离鉴定，首次明确地揭示出该反应的催化反应机理。