金属催化下醛基、羟基与唑杂环发生的碳氢活化反应研究

The C-H activation strategy for C-C and C-heteroatom bond formation has received substantial attention because of its economic, sustainable and environmentally benign features. Many pharmaceuticals contain heterocycle -carbon or heterocycle-heteroatom linkages, so the research of azole C-X (C, O, S, N, etc.) bond-forming reaction has important significance.In our project, using azole C-2 prone dehydrogenative coupling chatacteristics, we will study metal-catalyzed C-H activation/C-C(C-O)formation reaction between aldehyde,hydroxy and azole. First,we will develop intramolecule reaction between aldehyde, hydroxyl and azole, to build a series of diversity fused heterocyclic which provide a new approach for the synthesis of these fused heterocyclic drugs and other biologically active molecules. The other hand, we will also study the intermolecule reaction between the aldehydes, alcohols, phenols, carboxylic acids, and azole heterocycle, such as benzoxazole, benzothiazole, N-substituted benzimidazole, oxazole, thiazole and so on.It will establish new synthetic methods for the introduction of acyl, alkoxy (aryloxy) alkoxy, acyloxy into 2-position carbon of azole.

近年来，C-H键活化直接形成C-C和C-杂键反应，由于其原子经济性、可持续性、环境友好等特征，越来越受到人们的关注。因为许多药物分子中涉及了唑杂环与碳、杂原子之间的连接，所以研究唑杂环的C-X（C、O、S、N等）键形成反应具有重要的意义。本项目利用唑杂环2-位碳易发生脱氢偶联反应的特点，研究了它和醛基、羟基发生C-H键活化/形成C-C键、C-O键的方法。进一步拓展了唑杂环的C-H键活化研究。课题一方面研究了醛基、羟基和唑杂环的分子内反应，构建了系列多样性稠杂环，为合成具有这些稠杂环的药物及其它生物活性分子提供了一条新的途径。另一方面还研究了醛、醇、酚、羧酸和唑杂环的分子间反应，为唑杂环，如苯并噁唑、苯并噻唑、N-取代苯并咪唑、噁唑、噻唑等的2-位碳引入酰基、烷（芳）氧基、酰氧基，建立了新的合成方法。

近年来，C-H键活化直接形成C-C和C-杂键反应，由于其原子经济性、可持续性、环境友好等特征，越来越受到人们的关注。C-H键活化反应是一个挑战课题。温和的、有选择性的这类转化反应，将毫无疑问广泛地应用在各种化学领域，包括合成各种杂环化合物、天然产物、生物活性分子、药物、高分子材料等。. 本项目主要研究内容有以下三个部分：. 第一部分内容，我们发展了以邻氟苯甲醛和唑杂环为原料，经铁催化SNAr亲核取代/直接酰化串联反应合成唑[1,2-a]吲哚酮的反应。一系列的含不同唑杂环和取代基的唑[1,2-a]吲哚酮以良好产率得到；另外我们发展了唑杂环和苯偶酰在铜催化下二叔丁基过氧化物存在下，发生了分子间的二羰基切断/碳氢键活化/酰化反应研究。一系列不同取代苯甲酰唑类产物以中等产率得到。另外，在氧化铜催化下，意外得到副产物(1-甲基-1H-咪唑-2-)苯基甲基苯甲酸酯。. 第二部分内容中，我们发展了四丁基碘化铵催化下α-羰基羧酸和烯烃/烷基苯经脱羧/C-H键活化合成烯丙基和苄基酯。不同取代基的酯类化合物以良好收率得到。另外，我们也发展了铁催化下，二叔丁基过氧化物存在下，α-羰基羧酸和环烷烃经脱羧/C-H键活化合成环烷基甲酰基苯。不同取代环烷基甲酰基苯被得到，产率中等。 . 第三部分内容中，我们发展了氯化铁催化以邻碘苯甲酸和2-巯基唑杂环为原料，发生C-S偶联/酰胺化缩合得到唑[2,1-b][1,3]-苯并噻嗪酮。这个反应以廉价金属为催化剂，一锅法易操作。以良好产率得到不同取代基的唑[2,1-b][1,3]-苯并噻嗪酮。. 以上发展的合成方法，以及合成得到的杂环化合物，有望进一步应用到生物活性分子中。