经Au亚乙烯途径实现的成环反应研究

Homogeneous gold catalysis has become one of the most active research fields in organic chemistry in the past decade due to its high catalytic activities, benign reaction conditions and good tolerance of various functional groups. Based on these specific features, significant methodologies have been developed and many of them have been successfully applied into the synthesis of numerous natural products and biologically active molecules. The central theme of this project is to design several novel gold catalysts and related catalytic tandem annulations, explore unnique and unprecedented reactivities of gold vinylidene chemistry. The goal is to provide pratical and efficient synthetic methods to synthesize the highly functionalized heterocycles and carbocycles and extend the new solutions, which are distinctively different from known metal vinylidene (such as Ru, Rh, Cr, Mo and W )complexes, to unsolved problems and substantial improvement to current protocols in synthetic organic chemistry.

均相Au催化因其催化活性高、反应条件温和、官能团兼容性好等反应特性，可以说是近十年来有机化学领域最为活跃的研究课题之一。基于均相金催化的这些特性，人们发展了一系列行之有效的反应方法学，并将此成功应用于众多天然产物及生物活性分子的合成之中。本项目将根据目前对金催化的认识，利用金催化剂的方便可调性、反应特性，设计、发展一些经金亚乙烯（gold vinylidene）中间体来实现的催化环化反应，为合成具有重要结构骨架和功能作用的环状化合物提供新的合成方法学，推动均相金催化的发展。另外，系统深入研究金亚乙烯中间体的反应活性及其作用机制，特别是其不同于Ru、Rh、Cr、Mo、W等传统金属亚乙烯（metal vinylidene）复合物的反应特性，并在此基础上发展一些新的反应方法学。

均相金催化因其催化活性高，反应条件温和、官能团兼容性好，可以说是近十年来有机化学领域最为活跃的研究课题之一。基于均相金催化的这些特性，人们发展了一系列行之有效的反应方法学，并将此成功应用于众多天然产物及生物活性分子的合成之中。.本项目主要使用两种策略，以期实现若干个经Au亚乙烯途径实现的全新成环反应。策略一是从高炔丙醇或高炔丙胺出发，通过分子内环化反应捕获可能的Au亚乙烯中间体，从而构建系列合成中非常有用的五员杂环化合物。我们成功实现了系列金催化的该类串联反应，但后续的机理实验研究表明，该类串联反应其实并非历经Au亚乙烯中间体途径，而是通过直接的5-endo-dig环异构化反应引发。相关研究工作发表在Org. Lett.、Chem. Commun.、Chem. Eur. J.等著名期刊，并先后被Synfacts杂志和Organic Chemistry Portal网站（共3次）专门点评，部分文章还被选为hot paper和Frontispiece。此外，还受邀在Org. Biomol. Chem.（2014, 12, 1833）发表综述性文章，并被选为当期的封面文章（front cover）。策略二是从炔酰胺出发，通过历经烯亚胺中间体途径的金催化串联环化反应，进而构建系列重要的含氮化合物，特别是含氮杂环骨架。考虑到我们准备着手研究Au亚乙烯化学时，德国海德堡大学的Hashmi教授开始陆续报道有关这方面的系列研究，因此，我们不得不转而研究炔酰胺化学。这部分工作以通讯作者在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Sci.等发表论文14篇，包括1篇受邀综述论文Org. Biomol. Chem.（2016, 14, 9456）。