新型烯烃羰基化反应研究

Carbonylation is one of the most important research areas in organic synthesis. In this project, we plan to develop safe, mild, operationally simple, efficient, and selective carbonylation of olefins with formates and related derivatives as CO source. The reaction mechanism and the potential synthetic application will also be investigated and explored.

羰基合成技术是目前有机合成中非常重要的研究领域之一。本项目将以甲酸衍生物作为羰基源，替代传统体系的CO气体，开发一系列条件温和、操作安全简单、高效高选择性的烯烃羰基化的金属催化反应体系。本项目还将进一步研究这类反应机理，并尝试将其应用于有生物活性的天然产物分子及药物分子的合成中。

醛、酮、羧酸、酯等是重要的官能团，广泛的存在于天然产物和药物分子中。烯烃和甲酸及其衍生物制备羰基化合物是一种简洁、实用、高效的方法，该反应避免了高危气体CO使用，反应安全、可控，具有广阔的工业应用前景。本项目针对羰基化反应中亟待解决的科学问题，突出源头创新，研究不同催化体系下，烯烃与甲酸或甲酸衍生物等羰基源进行羰基化反应的特点和条件，研究不同羰基源的反应活性。实现了金属Pd催化的分子内氢酯化反应（Org. Lett. 2014, 16, 186-189，Org. Biomol. Chem. 2015, 13, 10341–10347，Org. Biomol. Chem. 2016, 14, 3047-3052）、分子间区域选择性氢酯化反应（Org. Lett. 2015, 17, 3544-3547）及高区域选择性、对映选择性的不对称氢酯化反应（Org. Lett. 2016, 18, 5456-5459，Org. Chem. Front. 2018, 5, 75-79）。同时对烯烃氢羧化反应进行了研究，实现了过渡金属Pd催化的分子间氢羧化反应（Org. Lett. 2014, 16, 5960-5963，Org. Biomol. Chem. 2015, 13, 8416-8419，Org. Chem. Front. 2016, 3, 1131-1136），通过条件筛选，实现了芳基烯烃区域选择性氢羧化反应（Org. Lett. 2017, 19, 1748-1751）。通过烯烃一步制备氨基酸，实现了烯胺类底物的氢羧化反应，制备了一系列氨基酸(Org. Biomol. Chem. 2015, 13 ,8429-8432，Org. Chem. Front. 2017, 4, 292-302）。通过条件优化实现了二芳基乙烯类大位阻烯烃的氢羧化反应（Org. Chem. Front. 2018, 5, 561-565）。通过配体调控实现了Pd催化的区域选择性氢甲酰化反应（J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 14864-14867），通过设计实验和条件优化我们实现了烯烃羰基化串联反应成酮（Org. Chem. Front. 2017, 4, 1074-1078），为该类物质的合成提供了一种简便的方法。