过渡金属催化的单取代-1,2,3-三氮唑的C-H键功能化研究

Monosubstituted 1,2,3-triazoles, due to their unique chemical and structural properties, have received much attention over the past decades and found wide application in medicinal and pesticidal chemistry. The applicant has been concentrated in the synthesis of various types of monosubstituted 1, 2, 3-triazoles and C-H bond activation, has developed some new strategies for the preparation of 1-, 2- and 4 - monosubstituted 1, 2,3-triazoles. The present study is aimed to study the C-H bond functionalization of monosubstituted 1, 2, 3-triazole under the catalyzation of transition metal. Using 1,2,3-triazoles as oriented groups, the reaction of C-H bond in substituted aryl adjacent to the 1,2,3-triazole ring is carried out in the presence of transition metal. In this way, functionalized monosubstituted 1,2,3-triazoles are obtained, and reaction mechanism will be studied. The study of the C-H bond functionalization of 1,2,3-triazole mother ring and N-oxidation of 1, 2, 3- triazole ring will also be performed to afford various novel 1,2,3 -triazole derivatives. The project will offer new potent scientific basis and new methods for the synthesis of monosubstituted 1,2,3-triazole and its derivatives. The synthesized monosubstituted 1,2,3-triazoles will be subjected to indoleamine 2,3-dioxygenase enzyme (IDO) inhibitory activity screening, to find excellent IDO inhibitors which can be applied as efficient anticancer drug candidates.

单取代-1,2,3-三氮唑是重要的药物活性基团，在医药、农药等领域已有重要应用。申请者已在1-位、2-位和4-位-单取代-1, 2, 3-三氮唑的合成及C-H活化方面做了较多前期工作，本课题拟开展过渡金属催化的单取代-1,2,3-三氮唑的C-H键功能化研究。在过渡金属存在下，以1,2,3-三氮唑为导向基团，对取代芳基上与1, 2, 3-三氮唑环相邻的C-H键进行反应，合成功能化的单取代-1,2,3-三氮唑，探讨反应机理；并对1,2,3-三氮唑母环和N-氧化1, 2, 3-三氮唑环上的C-H键进行功能化研究，合成结构新颖的1,2,3-三氮唑的衍生物。本项目将为单取代-1,2,3-三氮唑及其衍生物的合成提供新思路和新方法。对所合成的各种1,2,3-三氮唑进行吲哚胺2,3-加双氧酶（IDO）抑制活性筛选，发现高活性的IDO抑制剂，为开发高效抗肿瘤药提供先导化合物。

杂环结构普遍存在于天然产物、药物、电化学材料等化合物分子之中。对三唑类化合物的研究已有百余年历史，此类物质受到包括有机合成、药物合成、含能材料等多领域内研究者的广泛关注，随着杂环化学的不断发展，对三唑系化合物及其衍生物的合成研究工作仍在继续。1,2,3-三氮唑化合物作为三唑系化合物大家族中重要的一类氮杂环化合物，近年来被广泛应用于工业生产、药物研发、材料科学等领域。. 碳氢键活化具有高原子利用率、废物排放少等优点，与传统合成技术相比更符合“绿色化学”的理念，并且能够合成很多传统合成方法不易得到的化合物分子。. 正是基于杂环化合物优越的生物活性以及碳氢键活化的高效、绿色的反应方式，我们开展了在过渡金属催化下对1,2,3-三氮唑化合物进行碳氢键活化衍生化的科学研究。通过13-16年不断的探索，我们取得了一系列优秀的科研成果，其中部分成果发表在了Org. Lett., Chem. Comm. 等具有高质量、高影响力的化学期刊上。在研究过程中我们解决了部分碳氢键活化领域遇到的难题，实现了对1,2,3-三氮唑化合物碳氢键区域选择性活化；在无金属催化剂的条件下对吡啶杂环进行选择性碳氢键活化，更加提高了碳氢键活化反应的“绿色反应”特性；对反应机理进行了深入的研究。与此同时，合成了一系列新颖的有机分子，这些分子大多数都是首次被合成，具有潜在药用价值。同时我们还基于开发的反应体系将其他类型的杂环进行了碳氢键的活化，如：吡啶氮氧化物、噻唑、噻吩、呋喃等，这些分子同样具有潜在的药用价值，值得继续进行深入的研究。