杂环化合物合成中的新反应和新方法

本项目以杂环化合物合成中的新反应、新方法为主攻目标，经过四年努力工作，主要取得以下创新成果：（1）以串联反应和多组分反应为策略，以原位产生的烯酮亚胺和联烯正离子等活性中间体为基础，成功地发展了一系列四至七元（稠）杂环化合物的构筑和官能团化的新方法。（2）发展了制备3-重氮吲哚-2-亚胺的方法，并将其作为金属卡宾前体，建立了具有普适性的过度金属催化的含吲哚骨架多环体系合成方法学。（3）提出和发展了具有普遍指导意义的 “氢键介入的超分子亚胺离子催化”和“三重活化模式的超分子亚胺离子催化”等新策略，通过这些新策略以及金属-有机小分子串联催化等，发展了吲哚生物碱、四氢喹啉生物碱、石蒜科生物碱等天然产物和药物骨架的对映选择性构筑新方法，并成功应用于几种天然产物（如alpha-Lycorane、 (-)-Quinolactacin B和(-)-Harmicine）和药物的对映选择性合成。（4）研究过程中还意外发现了一些新试剂和新方法，和具有潜在应用价值的结构新颖的杂环化合物。相关成果在Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Commun.、Chem. Eur. J.、Org. Lett.、J. Org. Chem.等学术期刊发表论文71篇，结合项目研究成果编写专著《Catalytic Cascade Reactions》1部（Wiley出版社），并在Chem. Soc. Rev.和ACS Catal.上发表综述论文2篇。

杂环化合物是一大类非常重要的有机化合物。它们广泛存在于自然界，并具有生物活性，大多数医药、农药和有机功能材料等，以及正在开发和筛选中的大多数化合物为杂环化合物。因此，发展杂环化合物合成的新反应、新方法具有重大科学意义。本项目将从以下三个方面开展这一研究：（1）基于烯酮亚胺、卤代烯酮亚胺阳离子、联烯酰胺、氮杂联烯酰胺等中间体，发展一系列合成杂环化合物的新反应和新方法，系统地研究这些反应的区域选择性和立体选择性的控制，丰富这类活性中间体的化学。（2）基于不对称有机催化接力串联、不对称金属/有机催化接力串联、催化剂自组装后接力等概念（或原理），发展一批手性杂环化合物的不对称合成新反应和新方法。（3）应用这些新反应、新方法和新策略，完成5－8种天然产物的全合成。

有机多核杂环化合物的合成及其性质的研究，利用多齿配体合成多核金属环状有机化合物。研究它们的亲核取代和开环反应，特种结构的金属铟、锡、钛等金属有机化合物可能有导电性，二茂铁为高聚物骨架的金属桥联化合物可自金属杂二茂铁环吩制得。研究这种环吩的环聚合反应，探索铟有机化合物的合成性质研究。