膦促进的选择性从头合成多取代苯

Polysubstituted benzenes are important structural motifs widely found in natural products, pharmaceuticals, agrochemicals, other bioactive compounds and functional materials, it is a great challenge that the development of a more efficient method to prepare these kind of compounds. The best reported methods include functional group manipulation via nucleophilic or electrophilic substitution reactions and transition-metal-catalyzed coupling reactions with suitable coupling partners. However, the main limitation of these strategies is lack of regioselectivity, and chemoselectivity, limited reaction scopes as well as a large amount of catalysts. In order to overcome these drawbacks, based on the versatile reaction site of the phosphine catalyzed reactions and our previous work, in this project we will use the benzannulation strategy to design some new phosphine catalyzed benzannulation reactions, the key substrates of sbustituted allenoate, MBH adducts,acitive alkyenes will be chosen, then, by adjusting the catalyst, reaction partneras well as the reaction model to realize the new annulation reaction for the synthesis of polysubstituted benzenes, the preliminary polymerized reaction by using the benzannulation reactions is will also be test, the reaction mechanism will be studied by DFT calculation.

多取代苯环化合物化合物在天然产物，药物、农药、具有生物活性化合物以及功能材料等领域具有重要意义，高效合成多取代苯环，一直是有机合成的研究重点。已经发展的多取代苯的合成方法，存在的主要问题是，取代反应和过渡金属催化的偶联反应，区域选择性和化学选择性较难控制，部分反应催化剂用量大，反应底物局限性大。本项目针对多取代苯环合成中的反应区域选择性和化学选择性这一科学问题，从有机催化的新的苯环化反应入手，结合有机膦催化反应位点的多样性，拟在以前工作的基础上，采用有机膦促进的苯环化的策略，拟设计合成一系列新的多官能团烯基底物，并选取具有广泛反应活性的联烯酸酯和MBH加成产物作为关键底物，通过调控催化剂，底物和催化模式的方法，发展有机膦促进的从头苯环化的新方法，为多取代苯的精准合成提供新方法。同时研究催化反应的机理，为进一步设计新的苯环化反应提供指导。

苯环是有机化合物的一类重要骨架，针对多取代苯环合成中的反应区域选择性和化学选择性这一科学问题，本项目展开了以下研究。首先设计合成了一系列新颖多官能团烯基底物，如活泼共轭二烯，Nazarov试剂，δ-磺酰胺取代的联烯酸酯，γ-烯基取代的联烯酸酯，β'-乙酰氧基联烯酸酯，烯基MBH碳酸酯，烯胺，然后系统研究了有机膦以及其他有机催化剂催化的苯环化反应，按计划完成了所有研究内容。项目取得了以下成果：1. 我们研究了有机催化的多取代活泼共轭二烯与Nazarov试剂的苯环化反应，通过催化剂的调控，成功实现DABCO催化的Nazarov试剂的苯环化反应，在苯环上实现不同取代基的区域选择性合成。2. 我们研究了有机膦催化的δ-磺酰胺取代联烯酸酯与氮杂交叉共轭三烯环化反应，发展了一类制备多芳环取代的氢化异喹啉骨架的高效、简便的方法。然后通过脱保护和DDQ氧化可以同时生成一个苯环和吡啶环从而构筑全芳构化的异喹啉衍生物。3. 通过有机膦催化的β'-乙酰氧基联烯酸酯和烯胺的（4+2）苯环化反应，从头构筑对苯二甲酸酯类骨架，成功实现各种不同取代的对苯二甲酸酯骨架结构的合成。 4. 发展了有机膦催化γ-烯基联烯酸酯与β-氨基烯酸酯的(3+3)环化反应，然后通过DDQ氧化芳构化的串联“一锅法”合成2,3,6-三取代吡啶类化合物, 把苯环化策略用于多取代吡啶的合成。5. 进一步的研究还发展了一系列新的环化反应，提出了一些新的膦催化连续环化的反应机理。通过本项目的研究，合成一系列新颖多官能团烯基底物，通过调控催化剂，底物和催化模式，发展一系列有机膦促进的从头构建苯环化的新反应，为多取代苯的精准合成提供新方法, 对重要多取代苯环以及芳香稠环化合物和含苯环的药物分子的合成具有潜在的应用价值, 基于我们提出的反应机理，将为进一步设计新的苯环化反应以及有机膦催化的环化反应提供指导。研究结果发表高水平的论文12篇.