基于醌单缩酮的选择性烯丙基取代新反应研究

The achievement of efficient and complete chemo- and regioselectivity of the reaction is a major issue in synthetic organic chemistry.In the reactions of p-quinone monoketals bearing both enone and allyl ketal functionalities with a nucleophile,controlling the selectivity of the nucleophilic reaction remains a challenge. With the aim of developing a highly selective organic reaction, this research proposal is going to investigate the allylic substitution of p-quinone monoacetals.It includes: exploring acid-catalyzed allylic substitution of p-quinone monoacetals with ketene dithioacetals leading to functinalized benzofurans. Accordingly, a new controlling strategy is developed for the regioselective reation. This strategy will be applied to efficiently synthesize coumestans and indoles. At the same time, it will be also extended to the allylic substitution of beta-dicarbonyl compounds with p-quinone monoacetals.

发现高效、高选择性有机反应是有机合成化学领域的重要研究内容。对醌单缩酮同时具有alpha,beta-不饱和羰基和烯丙基缩酮的结构特征，是一类具有丰富反应特性的多官能团有机中间体, 控制其与亲核试剂的选择性反应富有挑战性。本项目旨在开发高选择性有机新反应及应用，拟围绕基于对醌单缩酮的烯丙基取代反应开展工作，研究内容如下：探索酸催化下，对醌单缩酮和二硫缩烯酮的烯丙基取代-环合反应制备官能化苯并呋喃；在深入研究对醌单缩酮的烯丙基取代反应的催化机理的基础上，建立一种新型区域选择性控制策略；将该合成策略应用到植物雌激素Coumestans以及具有潜在生物活性的多取代吲哚衍生物的合成中；同时还设计将新方法推广到beta-二羰基化合物与对醌单缩酮的烯丙基取代反应中。

“基于醌单缩酮的选择性烯丙基取代新反应研究”青年基金以开发高选择性有机反应及应用为核心，以对醌单缩酮为研究对象，以对醌单缩酮和亲核试剂的选择性反应为主要研究目标，围绕官能化苯并呋喃、植物雌激素Coumestans和多取代吲哚的制备和表征开展工作。同时还将研究beta-二羰基化合物与醌单缩酮的烯丙基取代反应中。项目实施三年来，集中开展了以下三方面工作：.（一）官能化苯并呋喃和植物雌激素Coumestans的合成研究。我们探索了酸催化下，对醌单缩酮和二硫缩烯酮的选择性烯丙基取代反应诱发的[3 + 2]环加成反应的普适性，在深入研究催化反应机理的基础上，建立了一种新型催化合成策略。我们成功地利用该合成策略合成了植物雌激素Coumestans。相关工作在J. Org. Chem.上发表。.（二）具有潜在生物活性的吲哚衍生物的合成。我们探索了氮杂醌单缩酮与二硫缩烯酮的选择性烯丙基取代反应诱导的[3 + 2]环合反应合成吲哚衍生物。通过此种途径能够预期合成吲哚类化合物，但是产率很低。虽然我们经过广泛大量的实验优化反应条件，最高产率也只能达到10%。我们变换了研究计划，完成了alpha-酰胺基二硫缩烯酮与二酰氯的[3 + n]环合反应, 相关工作在Eur. J. Org. Chem.上发表。.（三）Beta-二羰基化合物与醌单缩酮的烯丙基取代反应研究。我们探索了对醌单缩酮与beta-二羰基化合物的反应。虽然经过广泛大量的实验优化反应条件，我们没有能够完成实验设计。我们变换了研究计划，完成了alpha-烯酰基-alpha-炔基二硫缩烯酮与氰基乙酸乙酯的串联环合反应, 相关工作在Org. Lett.上发表。.项目执行三年来，共发表学术论文4篇，其中一篇被Synform作为亮点工作介绍；参加国内学术会议4次；培养博士生2人，硕士生5人。