中性条件下钯或镍催化的芳基C-X键对烯烃的加成反应研究

Transition metal-catalyzed sp2 C-X bond activation and olefin functionalization reactions have made remarkable achievements in recent years. This project is aimed to develop an efficient, atom economy new catalyst system in line with green chemistry, in which sp2 C-X bond activation and olefin functionalization reactions are creatively combined . The addition reaction between ary C-X and alkenes is realized in neutral conditions with cheap start materials and two new bonds (C-X and C-Ar) are formed. Such reactions not only expand aryl bond sp2 C-X activation reaction, but also provide new ideas for the reaction of the olefin functionalization. Moreover, new interesting bonds are achieved that are not readily available under previous oxidizing conditions. The methodology has also been applied to the total synthesis of natural products or drug molecules, and the mechanism of the reaction also will be further studied with various means.

过渡金属催化的sp2 C-X键活化和烯烃的官能团化反应近年来都取得了令人瞩目的成就。本项目创造性的将钯或镍活化的芳基碳-杂键和烯烃官能团化反应有机结合起来，发展高效的、原子经济性的符合绿色化学的新催化体系，旨在以廉价易得的芳基X化物为原料实现芳基C-X键在中性条件下对烯烃的加成反应，同时构建C-X键和C-Ar键。此类反应不仅拓展了芳基sp2 C-X键活化反应，也为烯烃官能团化反应提供了新的思路，实现了在以前氧化条件下不容易得到的新C-X键。该方法学还被应用于一些天然产物或药物分子的全合成中，并将利用各种手段深入研究反应的机理。

在惰性键活化是近年来过渡金属有机化学研究的热点，其中C-H键和C-C键的活化已经取得了丰硕的成果。但其他类型的sp2 C-X键活化虽然也取得了一些成绩，但是系统的研究它们与烯烃的加成反应还是十分稀少的；此外，寻找新的sp2 C-X键活化也是本领域的一个研究方向。.本项目主要关注的是sp2 C-X惰性键的活化，集中于C-CN键、C-F键与烯烃的加成反应研究以及新型的sp2 C-NO2键、C-F键的活化官能团化反应。在课题的实施过程中，我们尝试将比较成熟的芳基sp2 C-CN键和C-F键活化体系应用于烯烃的官能团化反应中，从分子内底物和分子间底物两种形式考察了各种反应参数对它们活化后对烯烃加成的研究；我们还合成更加活性联烯和1,3-共轭二烯底物，作为对惰性键活化后的双基团的接受介质考察了它们间的加成反应。此外，我们还研究了新型的芳基sp2 C-NO2键活化反应，并系统的研究并实现了其与烯烃的加成反应以及与羰基化合物的alfa-芳基化反应，与此同时我们还研究了新型的烯基型sp2 C-F键活化的芳基化和烷基化反应，构建一类新型含氟化合物。.通过对sp2 C-CN键和C-F键活化与烯烃的加成反应研究，我们加深了对它们活化过程的认识，积累了不少经验和思考，为进一步的反应体系优化提供了依据；通过对sp2 C-NO2键的活化研究，我们成功的将廉价易得的硝基苯化合物转化为一种合适芳基亲电试剂的前体，为其的进一步研究打下了基础；对烯基型sp2 C-F键官能团化反应研究，让我们拓宽了关于sp2 C-X键活化底物的范围，并且为有机氟化学的研究提供了新的思路。