基于碳氢活化设计与合成并环吡喃（啶）酮类药物活性化合物

Selective functionalization of nonactivated C - H bond has become one of the very important organic synthetic methodology. However the metal carbenoid-induced C - H insertion can efficiently achieve the C - H activation and functionalization. This project will develop a new approach and an efficiently asymmetric synthetic methodology to obtain fused pyran-ones and fused pyridin-ones with potential biological activities via C - H activation. The construction of structure-diversified compound libraries is another aim of this project. The project is not only for the synthesis of fused pyran-ones and fused pyridin-ones, but also for expanding organic synthetic methodolgy, and the resulted compound libraries can make the bases for screening against biological targets.

非活化碳-氢键的选择性官能化已经成为现今非常重要的有机化学合成方法之一，而通过金属-卡宾诱导的碳-氢键插入反应能够有效的实现碳-氢键活化及其官能团化。本项目将应用此类反应，开发合成具有潜在生物活性的并环吡喃酮和并环吡啶酮类化合物的新途径以及高效的不对称合成方法，同时构建结构多样化的并环吡喃酮和并环吡啶酮化合物库。本项目的实施不仅为并环吡喃酮和并环吡啶酮类化合物的合成提供了新方法，而且对丰富有机化学合成方法具有重要的意义，同时为寻找并环吡喃酮和并环吡啶酮类活性先导化合物奠定基础。

酰胺键和酯键广泛存在于天然产物、药物、香料、农药和高分子聚合物等分子结构中，同时也是化学和化工领域中最重要的功能基团之一。研究表明，已经发现的天然产物分子结构中有60%以上包含有酰胺键和酯键，而且已上市销售的药物分子结构中有40%以上包含有酰胺键和酯键。同时，酰胺键也是组成生命物质的肽、蛋白质和功能高分子材料的必须要素之一。此外，美国化学会的绿色化学研究所在召开的药物会议上提出酰胺键和酯键的合成是目前最实用并且最具挑战的研究热点之一。近期的一些文献综述表明，一直以来酰胺键和酯键的构建都是有机化学合成领域研究的前沿课题。. 在前期研究成果的基础上，本研究设计并开发了合成酰胺和酯类化合物的新颖的方法或途径，同时合成一系列结构多样化的酰胺和酯类化合物。本研究将杂多酸类离子液体催化剂应用于催化酰胺化和酯化反应的研究中，分别以羧酸、酰胺、酯、醛、醇等为酰基供给底物与多种胺发生催化缩合反应，开发了高效、绿色环保、廉价的合成酰胺和酯类化合物的新方法，同时合成了一系列结构多样化的酰胺和酯类化合物。过程中详细研究了催化反应的最优化反应条件、底物适用范围、催化剂回收循环再使用情况及催化反应机理等。实验结果表明，杂多酸类离子液体在本研究开发的催化酰胺化反应中具有很好的催化活性。通过改变不同的催化剂和实验条件，最终找到了最优化的反应条件。随后，引入多种结构不同底物的反应结果证明了本研究的催化酰胺化反应具有广泛的底物适用性。杂多酸类离子液体催化剂在反应结束后，以简单的洗涤和过滤能够回收，并且在循环再使用的反应中也得到了很好的反应活性。. 本研究过程中探索高效、绿色环保、廉价的催化合成方法构建酰胺键或酯键的新途径，不仅对有机合成方法学具有重要的意义，而且进一步发展了杂多酸类离子液体以及金属铜盐或非金属的四丁基碘化胺与叔丁基过氧化氢的催化氧化体系的实际应用，以及拓展酰胺和酯类化合物在化学和化工领域的应用前景。