借助氢键活化实现的烯丙基胺和醚类化合物的Pd-催化烯丙基取代反应研究

烯丙基取代反应是有机合成化学中一类重要的反应，但参与反应的烯丙基底物通常是烯丙基酯或烯丙基卤化物两类。一般说来，容易离去的-OAc或-OCO2Me和-Cl或-Br基团的存在是烯丙基取代反应得以进行的关键因素。受离去基团种类的影响，在有机合成中应用烯丙基取代反应时，在底物设计上一直受到很大限制。另一方面，该反应中的亲核试剂也多以所谓的"软亲核试剂"为主，对于酮类化合物之类的"硬亲核试剂"也因需要比较苛刻的反应条件而研究得不够深入。本申请就是基于上述考虑，希望实现烯丙基胺或醚类化合物中C-N键或C-O醚键的断裂,并在温和的条件下与包括简单酮或醛在内的羰基化合物发生烯丙基取代反应。更进一步，开展上述两类底物的Pd-催化不对称烯丙基取代反应,并取得高效的不对称催化效果。

烯丙基取代反应是有机合成化学中一类重要的反应，但反应中烯丙基底物上的离去基团通常只有酯基或卤素原了两类（-OAc 或-OCO2Me 和-Cl 或-Br）。受离去基团种类的影响，该反应应用于有机合成时一直受到很大限制。另一方面，该类反应中的亲核试剂也多以所谓的"软亲核试剂"为主，对于酮类化合物之类的"硬亲核试剂"也因需要比较苛刻的反应条件而研究得不够深入。本项目以带有难以断裂的C-N键、C-O醚或醇键的烯丙基底物作为考察对象，与包括简单酮或醛在内的羰基化合物在温和的条件下进行烯丙基取代反应。研究发现，仅通过醇溶剂与烯丙基底物之间的氢健作用，即可活化“惰性”的C-N和C-O键使之断裂。进而通过将醛或酮经过烯胺或原位烯胺等"硬亲核试剂"的形式应用于反应，从而简单、温和且高效地实现该类烯丙基取代反应。在对一系列不同类别的烯丙基底物与醛酮进行考察发现，该反应可拓展到很宽的适用范围。然后，申请者利用自主开发的面手性配体，尝试上述Pd-催化烯丙基取代反应的不对称催化研究，取得高效的不对称催化效果。最后，申请者进行了大量的试验研究及DFT模拟计算，搞清楚氢键活化C-N和C-O键断裂的过程。本研究为新型高效的烯丙基取代反应的设计，以及这些反应在有机合成中的应用提供了一个比较完善的理论铺垫。