课题组目前致力于“炔烃的催化多官能团化转化及其在结构多样性化合物合成与活性分子发现中的应用”。利用简单易得的炔烃作为原料,通过发展高效、高选择性的催化活化方法,将相对惰性的炔转化为高活性反应中间体,并通过各类设计的中间体捕获反应,实现对炔烃的多官能团化转化,构建一系列结构多样的杂环化合物和手性多官能团分子,并从中发现具有特色骨架的抗癌活性分子。
具体研究包括1)通过卡宾-炔烃复分解反应和重氮-炔烃催化环化两种方法,实现了炔烃经由乙烯基卡宾中间体一步构建多环骨架化合物的串联反应;2)利用廉价易得的端炔作为卡宾前体,发现了一类原子和步骤经济性的多组分反应,一步构建多官能团手性羰基类化合物;3)通过金催化和有机小分子协同催化,利用炔酰胺为原料,原位构建并证实了新型烯基金中间体,发现了基于该中间体捕捉的不对称催化新反应。
1) 通过卡宾-炔烃复分解反应(Path A)和重氮-炔烃催化环化(Path B)两种方法,实现了炔烃经由乙烯基卡宾中间体一步构建多环骨架化合物的串联反应。研究过程中通过对催化剂的选择,实现了对反应途径的调控和立体选择性控制,首次提出并证实了瞬态轴手性金属卡宾中间体在不对称催化和手性传递中的关键作用;同时在反应机理研究中,首次证实了关键金卡宾中间体环丙烷化的反应的分步机理。研究工作对丰富卡宾化学,发现新的化学转化和实现对反应的立体选择性控制提供了新的研究思路。
2)利用商品化廉价易得的端炔作为卡宾前体,硝酮等作为高效、绿色的氧化剂(离去片断E可以在后续反应中作为亲电试剂进一步利用),发现了一类原子和步骤经济性的多组分反应。通过金催化剂和手性有机小分子协同催化,可以一步构建结构和骨架多样的多官能团手性羰基类化合物。研究工作为发展绿色、高效、高选择性的多组分反应提供了新的方向。
3)通过金催化和有机小分子协同催化,利用炔酰胺为原料,原位构建并证实了新型烯基金中间体,发现了基于该中间体捕捉的不对称催化新反应。研究工作对于实现炔烃的不对称催化转化,特别是通过非卡宾类活泼中间体捕捉的催化转化研究具有十分重要的借鉴意义。