π键断裂和重组模式下三级烯胺酮类化合物的烯基碳-氢键官能化反应

Under the guidance of exploring and developing novel transformation models on tertiary enaminones as well as their synthetic applications, together with the related preliminary results obtained in hand, this project aimes at investigating the vinyl C-H bond functionalization of tertiary enaminones and analogous electron deficient enamines via the featured π bond cleavage and reconstruction. By comibing the strategies of metal-free catalysis and transition metal catalysis, new approaches for constructing carbon-carbon and carbon-heteroatom bonds are going to be establihsed. On one hand, by installing new functional groups via vinyl C-H bond transformations, methods for synthesizing polyfunctionalized enamine derivatives will be provided; on the other hand, cascade and stepwise reactions based on these fundamental C-H bond transformations will be devised to enable the synthesis of diverse organic compounds such as conventional heterocycles, 7-11 membered medium cycles, anticancer lead compounds and analogs of oxacin drugs. Based on the designed research works included in the present project, we aim at systematically disclosing the functionalization models of the vinyl C-H bond in tertiary enaminones , revealing their application in the synthesis of organic products with divergent structures and functions, and thus driving the research progress of tertiary enaminones as highly efficient plateform synthetic synthons.

以探索和发展三级烯胺酮类化合物新型转化模式及其合成应用为指导思想，结合部分已经取得的相关前期研究结果，本项目拟对基于三级烯胺酮类化合物π键断裂和重组这一特征性转化模式引发的烯基碳-氢键官能化反应进行系统研究。综合采用无金属以及过渡金属催化等不同的催化方法，建立通过三级烯胺酮类化合物碳-氢键官能化构建碳-碳和碳-杂键的方法。一方面，通过烯基碳-氢键直接转化引入新基团，为多官能化的烯胺衍生物合成提供新途径；另一方面，以这些碳-氢键转化为基础设计串联或分步反应方法，用于不同类型的有机化合物包括常规杂环、7-11元中环化合物以及抗癌先导化合物，沙星类药物类似等的合成。通过项目研究，系统揭示三级烯胺酮类化合物烯基碳-氢键的新型转化模式和合成应用，建立这些转化用于不同结构功能的有机分子合成的方法，进一步促进三级烯胺酮类化合物作为高效平台合成子在有机合成中的应用研究。

项目工作围绕烯胺酮类化合物烯基π-键断裂和重组模式下的碳-氢键官能化反应及相关串联环化反应研究这一课题展开，在该研究领域完成并实现了一系列的有机合成方法的建立，系统展示了烯胺酮烯基碳-氢键转化的特点和合成应用。主要完成的研究工作包括：1)通过内源性活化辅助，研究和建立了系列无过渡金属催化条件下的烯胺酮碳-氢键官能化反应以及基于这类关键转化的环化反应，建立了包括硫氰基烯胺酮、多氟烷基磺酰烯胺、硫氰基色酮、三氟甲基色酮、磺酰基吡唑等在内的多种分子的新合成方法；2)结合过渡金属催化，研究并实现了瞬态卤化模式下的交叉偶联反应、多重碳-氢键活化模式下的催化反应方法，为芳基色酮、烯基色酮、氮杂环官能化色酮和吡咯等化合物的合成提供了有效方法，进一步扩展了烯胺酮烯基碳-氢键转化在多样性分子合成方面的适用性；3)发现并研究建立了其它基于烯胺酮转化的新合成方法，包括烯胺酮的碳-氮官能化、烯胺酮的三官能化反应等，揭示了烯胺酮类化合物多样性的新转化模式，对我们后续研究工作具有积极的指引作用。项目研究的结果一方面证实了课题研究设想的科学和可行性，为具有不同结构的有机小分子合成提供了有效方法；另一方面发现并探索了具有新颖性的烯胺酮转化模式，为课题组后续在烯胺酮化学方面更加系统和深入的研究提供了思路。同时，基于烯胺酮类底物所建立的范式转化对其它相关合成和催化领域如碳-氢键官能化和活化反应的、步骤经济性的交叉偶联反应策略等的研发也具有重要参考意义。