原位制备联烯参与的分子间[2+2]环加成反应研究

Allenes have been successfully applied to transition metal-catalyzed [2+2]- cycloaddition reaction. However, the preparation and storage of allenes with high reactivity have some difficulty and increase the economic costs. If it is possible to achieve the [2+2] cycloaddition reaction of in situ generated allenes, it will provide the green and economic synthesis for natural products or drug molecules containing four-member ring frameworks. This study aims to in-situ generate the allene intermediateds through Lewis acid-catalyzed 1,3-shift reaction of propargyl alcohols or propargylic esters and Lewis base-promoted elimination reaction of 2-iodo propene derivatives. We will investigate the efficiency, electronic and steric effect between the catalysis, reaction medium and substrate to illuminate the regioselectivity and stereoselectivity of the intermolecular [2+2] cycloaddition of in-situ generated allenes with alkenes, alkynes or benzynes. These methods will provide theoretical and technical support for the simple, efficient, atom-economy synthesis of functionalized cyclobutane or cyclobutene derivatives.

联烯化合物在过渡金属的催化作用下可以发生[2+2]环加成反应。然而，高反应活性的联烯底物的制备和储存具有难度并且增加了经济成本。倘若能实现原位制备联烯参与的[2+2]环加成反应，那将为含有四元环结构的天然产物或药物分子的绿色经济合成提供可能。本研究旨在利用路易斯酸催化炔丙醇或炔丙基酯发生1,3-迁移重排反应或者路易斯碱促进2-碘代丙烯发生消除反应实现联烯中间体的原位制备。通过系统考察催化剂、反应媒介以及反应底物三者之间的反应效率、电子效应和空间位阻效应，揭示原位制备联烯中间体分别与烯烃、炔烃或苯炔的分子间[2+2]环加成反应的区域和立体选择性规律，从而为简捷高效、原子经济性地合成官能团化的环丁烷或环丁烯衍生物提供理论和技术支持。

联烯化合物在过渡金属的催化作用下可以发生[2+2]环加成反应。然而，高反应活性的联烯底物的制备和储存具有难度并且增加了经济成本。本研究旨在利用路易斯酸催化炔丙醇或炔丙基酯发生1,3-迁移重排反应或者路易斯碱促进2-碘代丙烯发生消除反应实现联烯中间体的原位制备。通过系统考察催化剂、反应媒介以及反应底物三者之间的反应效率、电子效应和空间位阻效应，揭示原位制备联烯中间体分别与烯烃、炔烃或苯炔的分子间[2+2]环加成反应的区域和立体选择性规律，从而为简捷高效、原子经济性地合成官能团化的环丁烷或环丁烯衍生物提供理论和技术支持。.按照研究计划，我们开展了邻炔丙醇苯甲酸酯与环己烯、二苯乙炔或者苯炔前体的分子间[2+2]环加成反应的研究。结果表明在路易斯酸催化作用下，邻炔丙醇苯甲酸酯原位生成联烯酯中间体，进而发生自身[2+2]环加成反应是轨道对称性允许的反应，然而在反应体系中加入烯烃、炔烃或者苯炔前体时，联烯酯的制备与分子间[2+2]环加成两种反应并不能兼容，而且环己烯、二苯乙炔或者苯炔中间体似乎与联烯酯的分子轨道不满足[2+2]环加成反应的轨道对称性，反应是禁阻的。实验结果仅仅得到Meyer-Schuster重排产物能说明这一点。.山重水复疑无路，柳暗花明又一村。尽管原位制备联烯参与的分子间[2+2]环加成反应的研究结果不能令人满意，但是我们在研究过程中，发现并创新了原位生成Morita-Baylis-Hillman醇类似物参与的烯丙基化反应以及[5+2]环加成反应。这些合成茚酮类化合物的方法具有反应条件温和，步骤和原子经济性，同时为含茚酮骨架结构的药物分子及药物中间体的合成提供切实可行的路线，具有潜在的应用价值。相关成果分别发表在具有影响力的高水平期刊J. Org. Chem.和Org. Chem. Front.上。