基于自由基加成的不饱和羧酸脱羧合成多取代烯烃反应研究

Multisubstituted alkenes are widely used as building blocks for the synthesis of natural products and pharmaceuticals, and thus synthesis of multisubstituted alkenes plays a significant role in modern organic synthesis. In this project, radical addition strategy will be carried out based on visible-light induced photoredox catalysis decarboxylative of unsaturated carboxylic acids for synthesis of multisubstituted alkenes compared with the reported mothods. Our attention will be focused on highly stereoselective di- and trisubstituted, even tetrasubstituted alkenes through electric and stereo effect of substrates and radical precursor. Proposed mechanism will be investigated via the intermediates. This novel approach will demonstrate broad substrate scope, excellent stereoselectivity. It will be also possible for late stage functionalization of drug and biologically relevant molecule, thus providing a mild and feasible protocol for application in drug discovery and development.

多取代烯烃类化合物是许多天然产物和药物分子的重要结构单元，具有广泛的应用价值。多取代烯烃类化合物的合成是现代有机合成的重要前沿研究领域。与已报道的方法不同，本项目采用自由基加成策略，在可见光诱导下催化不饱和羧酸脱羧合成多取代烯烃类化合物的研究。通过考察底物和自由基前体的电子效应与位阻效应，揭示合成高立体选择性的二、三及四取代烯烃的反应规律。对反应可能的中间体进行验证，提出反应机理。该项目的研究为普适性广、立体选择高的多取代烯烃的制备提供新的合成方法；为药物分子和生物活性分子的后期官能化提供了一种温和、可行的新方法。

可见光催化下，通过自由基加成策略，发展一种廉价易得、反应条件温和、底物普适性和立体选择性高等特点的新方法，是高效合成多取代烯烃类化合物的简便途径；过渡金属催化的芳基卤化物的胺化反应是现代有机化学构建C(sp2)-N键重要的合成方法，芳胺和杂环芳胺普遍应用于天然产品、药品、农用化学品和有机材料等领域。在本项目资助下，主要开展了基于自由基加成的不饱和羧酸脱酸合成烯烃反应研究及可见光与镍协同催化芳基卤化物的胺化反应研究。取得两个主要研究成果：（1）可见光诱导不饱和羧酸脱羧氟烷基化合成多取代烯烃类化合物研究；（2）避免了传统过渡金属催化芳基卤化物胺化反应所使用的苯胺，而直接使用硝基苯作氮源，以廉价易得三级烷基胺，无需额外光敏剂。实现了可见光促进镍催化芳基卤化物与硝基苯C-N键偶联反应研究。该研究为Buchwald-Hartwig胺化反应的发展提供了一种步骤经济的新策略。此项工作发表于Angew. Chem. Int. Ed.后被WileyChem中国公众号推送和评价以及国内化学综合网站X-MOL介绍和评价。