基于芳炔与碘叶立德反应及其应用的研究

芳炔与碘叶立德都是有机合成中重要的反应底物，基于其研究无论在理论上还是在实践中都具有重要的意义。本申请拟进行研究的主要内容：（1）通过对碘叶立德的设计和反应条件的优化包括催化剂的筛选，发展出具有高效、高选择性的芳炔与碘叶立德反应的方法；（2）基于我们过渡金属催化反应的成果，通过反应底物设计和反应条件的优化，发展基于芳炔与碘叶立德反应的串联反应的方法，并尝试将该方法应用于合成某些具有生理活性的天然产物和药物中去；（3）通过现代测试手段捕捉反应中间体以及对反应过渡态进行相应的化学计算，揭示芳炔与碘叶立德反应的机理和本质。通过该项研究，发现并揭示芳炔与碘叶立德反应所表现出的新现象和规律，发展出合成具有生理活性的天然产物和药物的方法。为拓宽芳炔和叶立德的应用提供新途径，从而进一步促进和实现资源高值化及绿色化利用。同时还有可能筛选出具有高生理活性药物的前体，可望获得具有自有知识产权的成果。

本项目利用邻三甲基硅芳基三氟磺酸酯为芳炔的前体开展了芳炔与碘叶立德反应及其应用研究。芳炔与碘叶立德都是有机合成中重要的反应底物，基于其研究无论在理论上还是在实践中都具有重要的意义。邻三甲基硅芳基三氟磺酸酯在含氟的碱存在的条件下，很容易转化为芳炔（高活性的有机合成中间体）。我们发现其在氟化铯的作用下芳炔与-羰基碘叶立德能够高效地通过3+2环加成反应合成苯并呋喃类化合物。利用该方法合成的底物我们进一步地合成苯并呋喃并萘的多稠环化合物。将此方法应用于其它邻位具有活性基团的碘叶立德与芳炔反应时，我们发现这些碘叶立德难于合成或者不能稳定存在而无法进行其研究。我们探索了如磷叶立德、氮叶立德与芳炔的反应，我们发现了芳炔与-羰基膦叶立德发生分子内的Wittig反应生成乙烯型化合物继续发生2+2+2的环加成串联反应得到菲类化合物，芳炔与氮叶立德1-苯甲酰胺吡啶盐发生1, 3-偶极环加反应形成五元环化合物中间体，然后开环重排为2-吡啶苯胺或N-(2-(2-吡啶)苯基)酰胺类化合物。在钯催化下芳炔与N-（邻碘芳基）甲酰胺发生交叉偶联串联反应合成菲叮酮类化合物。碘叶立德与N-（邻氯甲基）芳基酰胺通过4+1的环加成反应合成吲哚啉。这些研究结果说明了邻三甲基硅芳基三氟磺酸酯在含氟碱的作用下可形成两种类型的中间体参加反应：（1）生成芳炔利用碳碳三键发生加成反应；（2）生成两亲离子的内盐发生亲电和亲核的反应。-羰基碘叶立德在失去碘苯后可形成烯醇式的1,3偶极离子或卡宾中间体发生环加成反应。在研究芳炔的前体时，我们发现邻溴苯基三甲基硅烷在一定的条件下具有芳炔的某些性质。如钯催化邻溴苯基三甲基硅烷与中间脂肪炔烃发生加成反应生成茚类化合物。同时我们发现在钯催化的条件下三甲基硅基上与硅相连的SP3C-H键的活化构建SP3C-SP2C键构建SP3C-SP2C键合成硅杂六元环化合物。总之，这些研究结果拓宽了芳炔与叶立德的应用范围，为合成某些具有特殊功效的化合物提供了方法。

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