富电子内炔的高效高选择性官能团化反应

Alkyne Functionalizations represent an important family of transformations of carbon-carbon triple bonds. Development of these reactions is one of frontiers and hot areas in chemical research. They featur high efficiency and atom-economy, and also have wide applications in the other areas, such as energy conversion, chemical/biological sensor development, and photo-voltaic materials science. This project will focus on electron-rich alkynes as the substrates and develop highly regio- and stereoselective functionalization reactions, such as hydrosilylation. In this project, we will aim to develop new catalytic systems for these electron-rich alkynes and find new reactivity patterns, thereby further facilitating the fundamental understanding of electron-rich alkynes and promoting their applications in organic synthesis.

炔烃的官能团化反应是一类非常重要的碳-碳三键的转化反应。这类有机反应和方法研究是目前化学领域的前沿和热点研究课题之一。它们具有高原子经济性和高效等优点，在能源转换、化学/生物传感、光电功能材料等交叉领域也有广泛的应用价值。本课题将围绕富电子炔类化合物作为底物平台，探索和发现新的具有高度立体选择性和区域选择性的官能团化反应，例如氢硅烷化反应等。力图发展新的催化体系和发现新的反应性规律，进一步推动人们对富电子炔类反应性的认识以及推广其在有机合成中的应用。

炔烃的官能团化反应是一类非常重要的碳-碳三键的转化反应。它们具有高原子经济性和高效等优点，在能源转换、化学/生物传感、光电功能材料等交叉领域也有广泛的应用价值，因此这类有机反应和方法研究是目前化学领域的前沿和热点研究课题之一。虽然人们对普通炔类和缺电子炔类化合物的性质有了非常广泛和深入的了解，但是对富电子炔类化合物的反应性能的研究相对来说还有很多空白。本课题围绕富电子炔类化合物作为底物平台，发现了一系列高效、高选择性转化反应，并利用这些反应对有机合成中的挑战性问题提出了新的解决策略。例如，利用富电子炔胺类化合物的质子活化途径，发展了分子间[2+2+2]合成全取代吡啶类化合物的新方法；利用炔醇硅醚类化合物的高亲核性发展了温和条件下[6+2]环化合成中环内酰胺的新策略。这些都是有机合成中长期亟待解决的挑战性问题。另外，我们还建立了有机不对称催化体系用于以消旋炔丙醇类化合物作为简单起始原料出发来合成一系列四取代手性联烯，实现了高区域选择性和高对映选择性。这也是不对称催化领域的一大挑战。最后，我们利用钌催化体系，实现了硅炔类化合物的炔键同碳迁移加氢反应。这一崭新的反应模式填补了炔键加氢中的空白。我们不但实现了这些反应的高效性和高选择性，而且对这些反应内在的机理进行了深入探索，总结了规律，对后续在炔键（特别是富电子炔键）的反应性研究方面将起到重要的理论指导作用。另外，这些反应将炔烃选择性地转化成多取代的烯烃或芳香类合成子，将在药物和材料合成中具有潜在实用价值。