过渡金属催化腈参与的偶联反应

C-N bond formation has an important position in organic synthesis, drug synthesis.Development of some efficient methodologies for C-N bond formation has aroused great interest of organic chemistry researchers. Of numerous methods of C-N bond formation, Ritter reaction using nttriles as the nucleophiles is an effective approach for the synthesis of amides. For decades, the Ritter reactions using alcohols, alcohol derivatives and olefins as the alkylating reagents have been extensively investigated. However, these reactions can only be used for the synthesis of N-alkyl amides. It is very regrettable that N-aryl amides are hardly synthesized by traditional Ritter reaction. In this case, the project hopes to develop some transition metal-catalyzed coupling reactions of nitriles to synthesize N-aryl amides. These reactions are listed in following items: (1) Coupling reactions of aryl halides with nitriles; (2) Coupling reactions of aryl organometallic reagents with nitriles; (3) Coupling reactions of aryl carboxylic acids with nitriles; (4) Coupling reactions of unactivated arenes with nitriles. Transition metal-catalyzed coupling reactions of nitriles not only can push ahead the development of the Ritter reaction, but also promote the progress of the coupling reaction, and will provide a novel approach for the C-N bond formation and synthesis of N-aryl amides

C-N键的形成在有机合成、药物合成中占有重要的地位。发展一些高效的C-N键形成方法倍受有机化学研究者的关注。在众多C-N键形成方法中，以腈为亲核试剂的里特反应是合成酰胺的一种有效途径。几十年来，以醇、醇衍生物和烯烃为烷基化试剂的里特反应得到了广泛研究，然而这些反应只能用于合成N-烷基酰胺，对于N-芳基酰胺的合成，里特反应显得束手无策。针对里特反应的不足，本项目结合过渡金属催化的偶联反应和腈参与的里特反应原理，致力于发展一些过渡金属催化腈参与的偶联反应来合成N-芳基酰胺。这些反应主要包括以下内容：(1)芳基卤代物和腈的偶联反应；(2)芳基金属试剂和腈的偶联反应；(3)芳基羧酸和腈的偶联反应；(4)未活化芳烃和腈的偶联反应。过渡金属催化腈参与的偶联反应的实现不仅可以推动里特反应发展，也会促进偶联反应进步，还将为C-N键的形成、N-芳基酰胺的合成提供一条全新的途径。

酰胺广泛存在于一些重要的有机化合物中，它的合成倍受关注。在众多酰胺合成方法中，以腈为亲核试剂的里特反应是一种比较有效的途径。然而，传统的里特反应只能用于合成N-烷基酰胺，对于N-芳基酰胺的合成，该方法显得无能为力。针对里特反应的不足，本项目旨在发展一些过渡金属催化腈参与的偶联反应来合成N-芳基酰胺。这些反应包括芳基卤代物和腈的偶联、芳基金属试剂和腈的偶联、芳基羧酸和腈的偶联以及未活化芳烃和腈的偶联。过渡金属催化腈参与的偶联反应的实现将推动里特反应发展，为N-芳基酰胺的合成提供一条全新的途径。.经过三年的努力，我们不仅实现了本项目的研究目标，而且使研究进展超出了原计划，往前迈出了一大步。首先，我们发展了一种铜催化的芳基卤代物和腈的偶联反应，顺利实现了第一个研究目标。然而，在研究过程中，我们发现了该方法的一些不足，因此我们又对这类反应进行了改进，得到了满意的结果。然后，我们同时开展了芳基硼酸和腈的偶联反应、未活化芳烃和腈的偶联反应这两方面的研究工作。经过近两年的努力，我们顺利实现了这两个研究目标，取得了较好的结果。需要说明的是我们并没有进一步探索芳基羧酸和腈的偶联反应，因为在成功实现芳基卤代物和腈的偶联、芳基硼酸和腈的偶联以及未活化芳烃和腈的偶联之后，我们深深感受到，进一步探索芳基羧酸与腈的偶联，意义已经不大。为此，我们把研究视线转向腈参与的环化反应。最后，我们成功发展了两种腈参与的环化反应，即芳基邻二卤代物和腈环化合成苯并恶唑类化合物、邻卤苯胺和腈环化合成苯并咪唑衍生物。这些环化反应的发展为杂环化合物的合成提供了一种新途径，使我们的研究工作在原计划范围内往前迈出了一大步。