布朗斯特酸催化下芳基炔烃类化合物参与的环化反应研究
摘要：本课题将基于芳基炔烃类化合物特有的化学性质展开研究，预期通过将2-炔基萘酚等代表性的芳基炔烃类化合物与各类1,3-偶极子发生环化反应，进而快速高效的构建出多种新型杂环化合物。众所周知，各种杂环骨架广泛存在于有机材料、天然产物和药物分子中，它们的合成方法也多种多样, 其中1,3-偶极环加成反应是构建杂环重要的一类方法。同时，2-炔基萘酚等芳基炔烃类化合物在一定条件下能快速发生质子转移，形成高活性的联烯酮（VQMs）中间体，进而与多种1,3-偶极子化合物发生反应，经历环化、芳构化等反应，最终构建出结构新型的新型杂环化合物。
关键词：[3 2]环加成，VQM，杂环化合物，芳基炔烃类化合物
文献综述：
在有机合成中，杂环化合物是十分重要的组成部分，吲哚，呋喃等各种杂环骨架在药物分子，有机中间体 ，有机高分子材料中频繁地出现。所以说，高选择性，高收率的杂环化合物的合成方法是现在有机合成中的一大热点。其中1,3-偶极环加成反应是其中一种重要的合成方法。1,3-偶极环加成反应从 20世纪60年代由 Huisgen发现发展至今, 已有近 60 年的历史. 在这半个多世纪里, 1,3-偶极环加成反应取得了蓬勃的发展, 成为构建杂环骨架最为有效的方法之一. 研究内容最初主要集中在 1,3-偶极子与烯烃、炔烃等亲偶极子之间发生的[3＋2]环加成, 形成五元杂环化合物, 包括吡咯环、吡唑环及(异)噁唑环等。[1,2,3] 氮杂环很重要,不仅因为它们的丰富,更重要的是它们的化学、生物和技术意义。它们在抗炎、抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗糖尿病等生物学研究中发挥着重要作用。[4] 有科学家设计了新型抗炎吡唑衍生物作为环昔布类似物，合成并评价了其体外和体内抑制活性，并取得了一定的效果。[5]吡咯是一类重要的杂环化合物，广泛存在于各种功能分子中自然产品、人造生物活性分子和功能材料的生物学背景。这样的事实促使了这种结构单元的建造方法的发展。吡咯，作为一个基本的五元芳香族杂环，由于其广泛的应用，被公认为是最重要的异质循环之一。自从1834年龙格首次发现和冯拜耳在19世纪70年代，不仅发现了吡咯各种各样的生物环境，也有很多的自然环境产品有人造生物活性分子和功能性分子材料。首先，它是一系列卟啉衍生的色的基本组成部分，如叶绿素，血红素和辅酶F430，它们对几乎所有人都至关重要生物。[6]
（1）来自重庆大学的团队通过对非手性布朗斯特碱催化邻炔基苯胺的不对称环化反应的研究，通过VQM中间体获得轴向手性萘-C2-吲哚。这一策略提供了一个独特的有机催化途径，以优异的对映体选择性和官能团耐受性获得轴向手性芳基- c2 -吲哚骨架。通过简单的再结晶，该转变可用于十克尺度(50.0 g)的制备，并具有良好的对映选择性。此外，通过一系列碳杂原子键形成的手性萘-C2-吲哚的各种转变，证明了该反应的实用性。此外，将所制备的轴向手性萘-C2 -吲哚作为非手性骨架，用于aza-bayiss-hillman有机催化反应和不对称形式[4 2]串联环合，得到相应的加成物，提高了抗对物选择性和非对物选择性。[7]
L.Peng, K.Li, C.Xie,S.Li,D.Xu,W.Qin,H.Yan,Angew.Chem.Int.Ed.2019,58, 17199-17204.
（2）来自杭州师范大学和南方科技大学的团队通过手性磷酸催化原位生成VQM中间体与邻氨基苯酮的异环化反应，合成了一类新型的带有位阻C2 -芳基喹啉骨架。首次发展了一种用于制备高选择性对映体的轴向手性IAN类似物的不对称有机催化策略。采用手性磷酸催化杂环与邻氨基苯甲酮原位生成偏二乙烯基邻苯醌（VQM）中间体，制备了一类高对映选择性的新型异构体C2-芳基喹啉骨架。该策略适用广泛的底物范围，为IAN类似物提供了一种简单的有机催化方法，在温和的反应条件下具有良好的产率和对映选择性。通过活性VQM中间体将炔烃与邻氨基苯酮不对称杂环化，从而发展了第一个有机催化的，高对映选择性的轴向手性IAN类似物。在存在CPA的情况下，这种转变适应广泛的底物范围，具有出色的产率和对映选择性（高达96%的产率，93%的ee值）。此外，该反应可以扩大规模，而不会损失任何产率和对映选择性。总体而言，该策略不仅提供了一种新型的轴向手性C2-芳基喹啉骨架，而且还为IAN型N，N-配体的不对称选择性合成提供了一种有效的无金属参与合成方法。此外，通过进一步转化为IAN型配体和轴向手性硫脲，说明了该方法的合成效用。[8]
Lei Zhang,* JiahuaShen, SanWu, GuofuZhong,* Yong-Bin Wang, Bin Tan,* Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 23077-23082.
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