單芳基雙C-H官能化策略在苯[d]雜環衍生物合成中的套用

《單芳基雙C-H官能化策略在苯[d]雜環衍生物合成中的套用》是依託河南師範大學，由張志國擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：單芳基雙C-H官能化策略在苯[d]雜環衍生物合成中的套用
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張志國
• 依託單位：河南師範大學

項目摘要

苯[d]咪唑、苯[d]噁唑、苯[d]噻唑等化合物是具有多種生物活性的重要的苯[d]雜環衍生物，目前他們的合成方法存在著過量劇毒試劑的使用、金屬試劑製備繁瑣、重要官能團兼容性差等缺點。因此，發展更加簡單、高效的苯[d]雜環(咪唑、噁唑、噻唑)衍生物的合成新策略仍然是相當具有挑戰性的工作。本項目擬以芳香族化合物和幾類醯胺衍生物為原料，研究通過過渡金屬催化單芳基雙C-H官能化反應合成重要的苯[d]雜環(咪唑、噁唑、噻唑)類衍生物的新方法及其反應機理，從而建立單芳基雙C-H官能化反應同時構建兩個C-Het的方法，闡明單芳基雙C-H官能化反應的反應機制，並在此基礎上，最終實現單芳基雙C-H官能化策略套用於其它苯並雜環衍生物的合成，同時也為其它單芳基多C-H官能化反應提供實驗支持和理論依據。

結題摘要

目前，C-H鍵活化/C-Het (Het = Heteroatom = N，O或者S) 形成反應已經被廣泛研究，正在由基礎理論研究向實際套用發展。但是，相對於活化一個芳基的一個C-H鍵而言，同時活化一個芳基的兩個C-H鍵從而構建兩個C-Het的反應是非常具有挑戰性的。立項之初，我們擬以芳基化合物及醯胺、硫代醯胺、脒/胍等含有N、O、S等雜原子的醯胺衍生物為原料，系統地研究通過單芳基雙C-H官能化反應同時構建兩個甚至是多個C-Het鍵的方法，從而構建苯[d]咪唑、苯[d]噁唑和苯[d]噻唑等苯並雜環衍生物。另外，通過對反應機理的深入研究，為其它單芳基多C-H官能化反應以及其他苯並雜環類化合物的設計與合成提供實驗支持和理論指導。 我們在項目執行過程中遇到了一些困難。雖然沒有實現最初的設計目標，但是，通過不斷改進和完善實驗方案，我們還是在通過C-H鍵活化/C-N形成反應構建含氮雜環衍生物方面取得了一些進展。主要研究進展包括兩方面：通過活化C(sp3)-H鍵實現了C(sp3)-C(sp2)鍵的斷裂或者是新的C-C鍵、C-N鍵的形成；通過活化C(sp2)-H鍵實現了新的C-N鍵的形成。利用這些策略，我們實現了一些含氮雜環化合物的製備，比如：1,2,4-三氮唑類化合物、多取代吡咯類化合物、6-芳烯基-二氫嘧啶酮類化合物、吡啶[4,3-d]嘧啶酮類化合物、吡咯[3,2-c]吡啶酮類化合物、吡咯[1,2-a]喹喔啉類化合物、吡咯[3,4-d]嘧啶酮類化合物、吡咯[3,4-b]喹啉二酮類化合物、環丙烷螺喹啉類化合物、吡咯[3,2-c]喹啉類化合物、環丙烷螺吲哚類化合物等，其中一些是重要的天然產物的母核結構。我們相信，這些重要結果不但有利於我們實現該項目的最初設計，而且這些機理明確的反應可以為其它類似的C-H鍵活化反應和雜環類化合物的設計與合成提供實驗支持和理論指導。