硒叶立德参与的串联反应在构建具有潜在生物活性碳杂环化合物的应用研究

In our previous research, the syntheses of five to seven-membered heterocyclic compounds, carbocyclic compounds, and multi-substituted alkenes with potential bioactivites via Lewis acid-catalysed and electrophilic organoselenium reagents-mediated carbon-heteroatom bonds and carbon-carbon bonds forming reactions have been developed. During the research of the preparation and application of organoselenium reagents, we observed that it is very difficult to synthesize small-ring compounds via electrophilic organoselenium reagent-mediated cyclization reactions. However, the problem can be dissolved easily by using selenonium ylides. A variety of potentially bioactive cyclic compounds may be obtained via selenonium ylide-mediated cascade reactions in good yields and with high stereoselectivity. However，the reports on selenonium ylide chemistry is limited, especially those on selenonium ylide-mediated cascade reactions are rare. In this project, we are going to prepare some selenonium ylides and develop some efficient syntheses of potentially bioactive carbocyclic and heterocyclic compounds via selenonium ylide-mediated and highly steroselective cascade reactions because of many obvious advantages such as high reaction activity and steroselectivity, good stability and low toxicity and odor, simple work-up, easily recycled and reused. Furthermore, developing new chiral selenonium ylides-mediated cascade reactions will open the way for the application of selenium chemistry into the industry.

在前期工作中，我们研究了Lewis 酸催化下亲电有机硒试剂参与的形成碳-杂键和碳-碳键的反应，合成了具有多种生物活性的五元、六元、七元杂环和碳环以及多取代烯烃化合物，但却很难合成小环化合物。在研究中我们发现，硒叶立德可以很好地解决这一难题。应用硒叶立德不仅可以高效地合成小环化合物，而且通过串联反应可以高效地合成多种具有潜在生物活性的杂环化合物，反应具有较好的产率和较高的立体选择性。由于有关硒叶立德试剂的制备和应用研究报道极少。我们拟在前期工作的基础上，合成二苯基乙烯基硒三氟甲烷磺酸盐和手性硒醚，在碱性条件下制备相应的硒叶立德，并研究其参与的串联反应在具有潜在生物活性杂环化合物如γ-内酰胺、二氢色原烯醇等化合物合成中的应用。并研究反应生成硒醚试剂的循环使用活性，建立硒叶立德试剂参与的串联反应用于碳杂环化合物合成新方法。为有机硒试剂的工业应用开辟新道路。

在前期工作中，我们研究了Lewis酸催化下亲电有机硒试剂参与具有多种生物活性的杂环和碳环以及多取代烯烃化合物的合成，但却很难合成小环化合物。我们发现应用硒叶立德不仅可以高效地合成小环化合物，而且通过串联反应可以高效地合成多种具有潜在生物活性的杂环化合物。本项目中，我们完成了6种硒叶立德试剂的合成和表征；建立多种硒叶立德或三价硒试剂/硒鎓中间体参与的串联反应新方法；完成共352个结构新颖的异喹啉、硒代二氢噁庚因、噁庚因、硒代异色满、异色满、1-[1-(胺基)环丙基]酮、2-亚胺基丁-3-烯-1-酮、3-硒代吲哚醛、噁氮杂吲哚、单硒代和二硒代二氢呋喃、硒代二氢吡喃、2-硒代酮和苯硒酚等化合物的合成和结构表征，开发了1,1-二芳基烯、3-乙烯基吲哚、二氢萘、异色满、含硒异色满和噁庚因化合物的固相合成新方法。新方法具有反应条件温和，产率好，后处理简单，原料易于制备，反应选择性高等特点；硒叶立德参与的反应结束后，用溴素和肼对副产物甲基苯基硒醚进行简单处理就可以制备出合成硒盐的通用原料二苯基二硒醚，继而实现硒盐的再生和重复利用，提高硒试剂的利用率，降低生产成本和有机硒试剂带来的臭气、高毒和环境污染等问题；同一反应底物仅改变硒试剂就完成了分子内傅克烷基化反应的高度区域选择性控制，改变底物的用量和投料顺序或是反应的温度就能改变反应的选择性合成多种结构的杂环化合物，实现了多方向的合成策略，提高合成效率；首次实现了呋喃化合物支链上（sp3）C-H硒官能化。利用更加稳定、易得的二苯基二硒醚为原料，高价碘试剂为氧化剂或是廉价的铁催化剂原位合成亲电硒试剂，通过三价硒鎓离子中间体，实现杂环化合物的合成，不仅能提高效率，有效避免亲电硒试剂不稳定，怕潮，有臭味，避免使用氯气等有腐蚀性的有毒气体，保护人员的健康，避免环境污染。本项目工作具有较高的学术研究价值和工业应用前景，为有机硒试剂的工业应用开辟新道路。