无金属参与的芳基硼酸及其衍生物的转化研究

Due to the advantages of low toxicity and easy handling, arylboronic acids and their derivatives have attracted broad interests and been widely serving as important synthetic precursors in organic synthetic chemistry, materials science and pharmaceutical science. Recently, the transition metal-free transformations of arylboronic acids have received great attentions, thus representing an active research area in green chemistry. However, the difficulties existing in the research strongly limit its development and applications. Based on the strategy of transition metal-free transformation of arylboronic acids, herein we wish to convert C-B bond into C-C, C-N, C-O, C-S and many other chemical bonds. As a consequence, a vast array of useful synthetic building blocks and complex organic compounds will be synthesized. Amongst these efforts, many versatile reagents will be developed and a lot of practical approaches will be established. This reseach may provide an efficient way to solve the metal contamination in phamaceutical industry.

芳基硼酸及其衍生物由于低毒性、易使用等优点，得到了有机化学家的青睐，作为重要的合成中间体被广泛应用于有机合成，制药以及材料科学中。由于符合绿色化学的发展方向，无金属催化的芳基硼酸类化合物的转化近年来也得到了较多的关注。即便如此，由于研究中存在的诸多难点，目前对于这一领域中的反应类型的研究还不够深入。本项目基于无过渡金属催化的理念，通过发展新的合成方法和开发简单实用的官能团转化试剂，实现芳基硼酸的碳硼键向碳碳、碳氮、碳氧、碳硫等化学键的转化，构建一系列有价值的合成中间体以及复杂化合物，同时有效解决药物合成工艺中的金属残留等问题。

在项目实施初期， 我们主要集中于硼酸的无金属催化的转化研究。然而课题进展不顺，未能有较大突破。经过对项目的实用性和原创性进行综合考量后，我们将研究方向转向了创新性更强的自由基与过渡金属参与的环烷醇的开环反应研究，取得了较大的突破和较好的成果，获得了国内外同行的认可和好评。. 首先，通过对环烷醇的开环反应研究，利用单电子氧化及过渡金属催化等研究手段，温和高效的合成了一系列具有应用价值且通过其它方法难以获得的远端取代脂肪酮和多环芳烃，为这些化合物的合成提供了新策略。基于开环反应理念，利用自由基参与的“原位关环——开环”策略实现了分子内远端官能团的选择性迁移，为难度较大的非活化烯烃的自由基双官能化反应提供了新颖的解决方案，同时也发展了另一条高效构建远端取代脂肪酮的途径。上述成果发表于如《美国化学会志》（2篇）和《德国应用化学》（5篇）等国际重要学术刊物，并得到国内外同行的广泛关注。. 在本项目支持下，以通讯作者共发表SCI论文28篇。