过渡金属催化三价芳基碘盐三组分原子经济性反应研究

Aryliodonium salts are a class of important chemicals widely used in organic synthesis, yet their reactions are characterized by poor atom economy. In this project, transition-metal catalyzed atom-economical three-component reactions of three kinds of aryliodonium salts (diaryliodonium salts, alkynyl(aryl)iodonium salts, alkenyl(aryl)iodonium salts) with cyanamides and amines were respectively explored for highly selective and step-economic synthesis of structurally diverse cyclic guanidines. Moreover, various transition metals are screened for establishment of different complementary catalyst systems for the reactions. Atom-economical use of aryliodonium salts will be realized and their applications will be extended, promoting the development of atom-economical transformations of aryliodonium salts.

三价芳基碘盐为一类在有机合成中有广泛应用的化工原料，但因其反应的原子经济性低而备受诟病。本项目拟以过渡金属为催化剂，研究3种三价芳基碘盐（二芳基碘盐、炔基芳基碘盐和烯基芳基碘盐）分别与氰胺及胺的三组分原子经济性反应，发展步骤经济、高选择性合成结构多样化环胍类化合物的新方法。与此同时，考察各种过渡金属催化剂，以建立多样化、互补的催化体系。期望通过本项目的实施，实现对三价芳基碘盐的高效利用，拓展其原子经济性反应的应用范围，促进三价芳基碘盐反应绿色化发展。

三价芳基碘盐是一类在有机合成中有广泛应用的化工原料，但其反应的原子经济性普遍低下。本项目以过渡金属为催化剂，探索了2种三价芳基碘盐（二芳基碘盐、三氟甲基碘盐）分别与氰胺及亲核试剂（不饱和胺、炔醇和氨基酸酯）的三组分原子经济性反应合成环胍类化合物的新方法。在铜催化下，二芳基碘盐能够和氰胺以炔丙胺快速进行三和四组分串联反应生成多取代五元环胍类化合物，也能够和氰胺、2-甲基-3-丁炔-2-胺及H2O发生四组分串联反应高选择性生成六取代五元环胍类化合物，但未能实现对其高效利用，尚未建立相应的原子经济性反应。初步探索表明，二芳基碘盐、氰胺和氨基酸酯也能发生三组分串联反应生成五元氧代环胍类化合物, 但未能实现其原子经济性反应。在铜、钯和银等金属催化下，二芳基碘盐和氰胺分别与烯胺和炔醇并未能发生设想的串联反应生成环胍类化合物和环状异尿类化合物。这些金属催化的三氟甲基碘盐、氰胺和炔胺也未能发生预想的原子经济性反应。虽然目前未能实现这些碘盐的原子经济性反应，但发展了3种居于二芳基碘盐与氰胺的三组分和四组分串联反应高效、高选择性合成五元环胍类化合物的新方法。这些结果将为后续三价芳基碘盐的原子经济性反应研究奠定基础并提供理论指导，也为天然活性胍及其类似物的合成提供方法，促进胍类化合物合成研究的发展。