新型环蕃化合物的设计、合成及应用

Cyclophanes which contain anion-π and cation-π interactions have been attracted significant attention in organic chemistry and supramolecular chemistry in recent years, but few examples have been reported on such interaction intramolecularly. This proposal attempts to design and synthesize cyclophanes which contain the shortest nonbonded functional group-π interaction; at the same time, to study intramolecular anion-π and cation-π interactions by transformation of functional group from neutral to ion; to study molecular recognition through intramolecular anion-π or cation-π interactions; to design and synthesize unprecedent cyclophanes which contain two types of the above π interactions. Therefore, novel anion and cation hosts would be discovered and developed in both theoretical and applied ways.

含有与π系统具有非键作用的环蕃化合物近年来成为有机化学和超分子化学的研究热点之一。但是目前分子内这类作用的例子有限。本项目拟通过设计、合成含有最短非键距离的环蕃化合物，填补非键距离空白；同时通过官能团转换，研究分子内有机阴离子或阳离子与π系统的相互作用；通过改变桥链长度，研究这类分子利用阴阳离子与π系统的相互作用对阳或者阴离子进行的分子识别；并且设计合成在一个分子内含有两种不同非键作用的环蕃，这类分子文献中很少报道。本项目旨在研究阴阳离子和中性基团与π系统的相互作用，发现和发展新型阴阳离子受体。因此本项目不仅具有理论意义，而且具有应用前景。

我们在制备环蕃化合物的研究过程中开发出一系列新型的C（sp3）氧化脱羧反应，该反应利用氧气作为氧化剂和氧源，在廉价金属铜的催化下，实现了制备芳基腈、酰胺、2-芳基苯并噻唑等简洁、高效的合成转化。如何实现高效、绿色、环保的可持续发展，已成为现代合成研究的首要目标之一。因此我们把我们的研究计划调整为从简单的化合物（原料）出发，通过合理设计，来发展新型的串联反应方法，通过C-C键和C-H键的活化及官能团化，实现多个化学键的一锅法构建，为有机合成和药物合成重要的中间体提供高选择性、经济、高效的催化合成途径。申请人在本项目资金的支持下，在国际著名期刊上发表了23篇论文，有6篇文章被选为封面（或封底）(还有一篇封面和一篇封底在准备中)。申请了9篇中国专利，一篇已经授权。