過渡金屬催化肟類化合物的偶聯反應研究

《過渡金屬催化肟類化合物的偶聯反應研究》是依託西北大學，由關正輝擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：過渡金屬催化肟類化合物的偶聯反應研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：關正輝
• 依託單位：西北大學

項目摘要

過渡金屬催化的有機合成新反應、新方法研究是有機化學中最重要的研究領域之一，近年來，過渡金屬催化基於烯、炔、醛、酮、胺、羧酸、鹵代物、金屬試劑等各種官能團或各種碳氫鍵為底物的有機合成反應研究已取得巨大的進展，但是基於肟類化合物（肟、肟醚、肟酯等）為底物的有機合成新反應研究卻非常有限。因此，研究過渡金屬催化基於肟類化合物的新反應具有重要的學術意義和科學價值。本項目將在鈀、銅、銠等過渡金屬催化下，深入研究肟類化合物的自偶聯以及與各類偶聯試劑的交叉偶聯反應；開發肟類化合物的化學性質，探索以肟或其衍生物為原料合成多種含氮化合物的有機合成新方法；並詳細考察這些反應的反應條件、重要反應中間體及反應機理，總結反應規律，拓展肟類化合物在有機合成中的套用範圍和過渡金屬催化的研究領域。

結題摘要

過渡金屬催化的有機合成新反應、新方法研究是有機化學中最重要的研究領域之一，近年來，過渡金屬催化基於烯、炔、醛、酮、胺、羧酸、鹵代物、金屬試劑等各種官能團或各種碳氫鍵為底物的有機合成反應研究已取得巨大的進展，但是基於肟類化合物（肟、肟酯等）的有機合成新反應研究卻非常有限。2010年，申請人曾率先開展銅催化肟的偶聯反應研究，並取得了一些可喜的研究結果，包括銅催化肟的還原醯化合成烯醯胺、銅催化肟酯與醛的環化合成多取代吡啶等。2012年，國家自然科學基金委批准資助《過渡金屬催化肟類化合物的偶聯反應研究》的面上項目，項目編號NSFC-21272183。 在項目基金支持下，申請人對銅、鐵、釕等過渡金屬催化肟、肟酯等的偶聯反應開展了系統深入的研究。先後發展了（1）銅催化酮肟還原醯化合成碘代烯醯胺，銅催化酮肟與醚、偶氮二甲酸酯等的碳氧鍵偶聯反應，銅催化酮肟酯自偶聯、與烯烴或吡啶的碳氮鍵偶聯環化等反應；（2）發展了鐵催化酮肟酯與三級胺α碳或醛基碳的碳氮鍵偶聯環化反應；（3）發展了釕催化酮肟酯與DMF甲基的偶聯環化反應。申請人通過氘代實驗、控制實驗、捕獲反應中間體等手段闡明了上述反應的單電子反應機理，揭示了過渡金屬催化肟類化合物偶聯反應的機理和規律。這些系列研究發展了過渡金屬催化肟類化合物的新反應類型，為多取代吡咯、吡啶、吡啶並咪唑等重要含氮雜環的合成提供了新的方法，拓展了肟類化合物在有機合成中的套用。 該項目資助下，發表基金標註論文33篇，包括J.Am.Chem.Soc.（1篇）、Angew.Chem.Int.Ed.（1篇）、ACS Catal.（2篇）、Org.Lett.（8篇）、ChemComm（3篇）、GreenChem（2篇）、Chem. Eur. J.（2篇）、J. Org. Chem.（3篇）、Adv. Synth. Catal.（1篇）、Sci. China Chem.（1篇）等。培養博士生1名，碩士生5名。項目資助下項目負責人榮獲優秀青年科學基金（2016年度）、中國化學會青年化學獎（2015年度）、Thieme Chemistry Journal Award（2016年度）等獎勵和榮譽。