氰基亚胺与亚甲基二氢苯并呋喃二酮类化合物的[3+2]环加成反应:螺吡唑类化合物的合成

采用具有环外双键的二氢苯并呋喃二酮类化合物和氰基亚胺的[3+2]环加成反应,在温和条件下,以高产率(78%~94%)和高非对映选择性(>20∶1dr)构建了一系列具有螺环结构的吡唑类化合物.     

基于氧化[3+2]环加成反应合成二氢苯并呋喃类天然产物

二氢苯并呋喃结构单元广泛存在于生物碱及萜类等多种天然产物中,这些天然产物大多具有良好的生物活性和药用价值.因此,近年来有关具有二氢苯并呋喃环骨架的天然产物全合成工作不断涌现.综述了近十多年来氧化[3+2]环加成反应在构建二氢苯并呋喃环骨架及各类天然产物全合成方面的应用进展.     

硝酸铈铵诱导的1,3-二羰基化合物对二烯酮和二烯酯的环加成反应

硝酸铈铵(CAN)作为一个良好的单电子氧化剂近年来在有机合成中已被广泛用于构筑各种类型的碳碳键[1].硝酸铈铵诱导的1,3-二羰基化合物对孤立双键[2]、烯醇硅醚[3]、乙烯基醚[4]、共轭双烯[5]等的环加成反应已有报道.然而对其与具有多个不饱和基团化合物的区域选择性环加成反应尚鲜见报道[6].本文报道CAN诱导的1,3-二羰基化合物1对二烯酮及二烯酯(2)的区域选择性环加成反应,结果以中等产率高区域选择性地得到了二氢呋喃类化合物3(Eq.1).可能的反应机理示于Scheme 1.     

Rh^Ⅱ/Zn^Ⅱ接力催化不对称[4+3]环加成反应

串联环化及环加成反应是合成具有复杂多环骨架化合物的重要手段[1].重氮酰胺类化合物可发生分子内环化生成isomünchnone中间体,作为1,3-偶极子中间体和亲偶极子发生环加成反应,构建含氧桥环骨架的化合物(Scheme1)[2].金属铑(Ⅱ)催化剂能够与重氮酰胺化合物生成铑卡宾中间体,通过羰基官能团分子内进攻铑卡宾生成isomünchnone中间体,然后和双键或叁键发生串联环化反应,形成氧桥环骨架.     

自由基正离子诱导的多取代噁唑烷类化合物的合成

自由基正离子诱导可以使富电子的嗜双烯试剂极性反转(polarity umpolung),从而催化通常条件下难以进行的环加成反应,因此得到了广泛的应用[1].但将此方法应用于含杂原子底物的环加成反应的报道尚不多见.我们最近发现对溴三苯胺六氯锑酸盐(TBPA SbCl6-)可以有效地催化芳亚胺与富电子烯烃之间的[4 2]环加成反应构建四氢喹啉类化合物[2]及查耳酮环氧与富电子烯烃之间的[3 2]环加成反应构建四氢呋喃类化合物[3].本文报道以TBPA ·诱导的查耳酮环氧化合物与芳基亚胺的[3 2]环加成反应,用来合成多取代的噁唑烷类化合物,进一步扩展了自由基正离子诱导的环加成反应在杂环合成中的应用.     

2-烷(芳)氧基苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶-4(3H)-酮衍生物的合成及杀菌活性

应用膦亚胺3与芳基异氰酸酯的氮杂Wittig反应, 生成碳二亚胺4, 4再分别与酚、醇作用, 在碳酸钾或醇钠催化下关环, 以72%～88%的产率合成了2-烷(芳)氧基取代-苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶-4(3H)-酮衍生物5和6, 其结构经IR, 1H NMR, MS和元素分析证实. 初步生物活性测试表明该类化合物表现出温和的杀菌活性. 如5f在50 mg/L浓度时, 对黄瓜灰霉菌的抑制率为55%.     

铜(Ⅱ)催化的吲哚与四取代D-A环丙烷[3+2]开环/环化反应

D-A环丙烷在Lewis酸的活化作用下,形成1,3-两性离子中间体,可以发生[3+n]形式环加成反应构建多元碳(杂)环、并环结构,已成为有机反应中一类重要的合成砌块.利用Cu(II)/BOX为催化剂,首次实现了吲哚与四取代D-A环丙烷的[3+2]环化反应,抑制了最常见的傅-克反应副产物,以最高91%的产率和20/1的非对映选择性,简单高效、原子经济性地构建了吲哚并五元碳环结构骨架,在五元环上可以一次性引入三个季碳中心.对含有不同取代基的吲哚、色胺、色醇及各类四取代D-A环丙烷都能取得很好的结果,为一些天然产物核心骨架的构建提供了新的方法.     

2-(4-氯苯基)-5-烷基-7-甲氧基苯并[b]呋喃类化合物的合成

许多2-芳基取代的苯并呋喃类化合物是从植物中分离出来的有效成分,具有良好的抗病毒、抗肿瘤、抗菌、抗自由基、抗氧化等多种生理活性,并可作为选择性腺苷A1受体拮抗剂和免疫抑制剂,因此引起了人们广泛的研究兴趣[1～4].其中丹参水溶性成分具有2-芳基-5-烷基-7-甲氧基基苯并[b]呋喃的结构骨架,表现了良好的心血管活性.为了进一步研究此类化合物的构效关系,提高药效,本文根据电子等排等原理,设计合成了2-(4-氯苯基)-5-烷基-7-甲氧基苯并[b]呋喃类化合物,合成路线如图1所示.     

镍氢催化炔酮的不对称反式环化反应构建环内杂环烯丙醇

烯丙醇类化合物是于天然产物和药物分子中的重要骨架[1-2].过渡金属催化的炔烃和酮类化合物的还原偶联反应是构建烯丙醇类化合物直接的方法之一[2].镍催化炔酮的还原偶联反应可以成功构建环状烯丙醇,并作为核心步骤多次应用于天然产物的合成之中[3-5].     

钴催化的电化学烯丙位碳-氢烷基化反应

<正>烯丙位的碳-氢官能团化是从简单烯烃合成官能化烯烃的重要手段之一;此外,由于产物分子中的不饱和双键利于后续的衍生化,该类反应为快速构建骨架多样性的功能分子提供了重要的合成子[1].2008年,施章杰课题组[2]与White课题组[3]分别使用钯作为催化剂,以对苯醌或者对苯醌与二甲亚砜(DMSO)的组合作为化学氧化剂,实现了烯丙位的碳-氢烷基化反应.     

2-羟基-β-硝基苯乙烯与硫叶立德的[4+1]环加成反应构建二氢苯并呋喃类化合物

在无催化剂的条件下，研究了2-羟基-β-硝基苯乙烯与硫叶立德的[4+1]环加成反应，考察了溶剂和温度对反应收率及非对映选择性的影响，以99%的收率和>20/1的非对映选择性合成了一系列2,3-二氢苯并呋喃类化合物，其结构经¹H NMR, ¹³C NMR和HR-MS（ESI-TOF）确证。     

2,5-二吡唑基-1,3,4-(口恶)二唑的一锅煮法合成及生物活性

1,3,4-(口恶)二唑类化合物具有广泛的生物生理活性,如杀菌[1]、除草[2]、杀虫[3]和消炎[4]等,而2,5-二芳基-1,3,4-(口恶)二唑类化合物一般具有昆虫生长调节活性,1980年美国Dow公司报道了2,5-双(2,4-二氯苯基)-1,3,4-(口恶)二唑具有良好的昆虫生长调节活性[5].     

3-异硫氰酸酯氧化吲哚与色胺酮的[3+2]环加成反应合成螺环氧化吲哚类化合物

以3-异硫氰酸酯氧化吲哚和色胺酮为原料,在催化剂Et₃N作用下发生[3+2]环加成反应,合成了13个结构新颖的含双螺环骨架的氧化吲哚类化合物3a~3m,收率为63~93%,dr值>19:1,并对这些化合物进行¹H NMR、¹³C NMR和HR-MS(ESI-TOF)表征。该类化合物含有两个连续的螺环季碳中心,可为后续的生物活性筛选提供候选化合物。     

新型螺环苯并呋喃酮-六氢山酮素-吡啶类化合物的非对映选择性合成

以苯并呋喃酮-色酮合成子与吡啶查尔酮为原料,在DBU催化下,在二氯甲烷中发生Michael/Michael加成关环反应,非对映选择性合成了11个未见文献报道的螺环苯并呋喃酮-六氢山酮素-吡啶类化合物（3a~3k）,产率为46%~65%, dr值为6/1~11/1,其结构经¹H NMR, ¹³C NMR和HR-MS（ESI-TOF）表征,并进一步通过单晶 确定化合物3g的相对构型。结果表明：该类化合物含有连续5个立体中心,以及一个具有潜在生物活性的六氢山酮素骨架和苯并呋喃酮骨架,可以为生物活性筛选提供物质基础。      

二苯并呫吨类化合物的仿生氧化合成

二苯并呫吨类化合物经过体外抗肿瘤活性试验,发现具有较显著的抗肿瘤活性[1].这类化合物最初由Rieche等[2]在铁氰化钾及高氯酸盐氧化联萘酚后,再与甲醇钠的甲醇溶液反应得到,产率仅38.5%.本研究小组使用仿生氧化酶催化技术[3],由联萘酚直接一步氧化偶合生成二苯并呫吨类化合物2,产率在90%以上.为了进一步改善该类型化合物(R1,R2为H)水溶性,并探索进一步提高抗肿瘤活性的可能性,我们进行了在萘环上引入含氧、含氮取代基的结构改造工作.     

4-氨基-N8,N10-二碳杂-N5-取代四氢叶酸类似物的合成及生物活性研究

以2,4-二氨基-6-羟甲基吡啶并[3,2-d]嘧啶为原料,与对甲酰基苯甲酰谷氨酸二乙酯发生Wittig反应构建叶酸类似物的骨架结构,还原吡啶环得到4-氨基-8,10-二碳杂四氢叶酸类似物,在N5位取代不同基团得到四个新的4-氨基-N8,N10-二碳杂四氢叶酸类化合物,经1H NMR,13C NMR和MS对化合物的结构进行了表征.初步生物活性结果表明,此类化合物对人重组胸苷酸合成酶的抑制作用与N5位取代基有关,2个化合物在0.1 μmol·L-1的浓度下对HL-60白血病细胞的抑制率达到60％以上.     

2-取代芳基苯并呋喃类化合物生物活性及合成研究进展

综述了近十几年来报道的具有良好生物活性的2-芳基苯并呋喃类化合物, 以及这一类化合物结构骨架的构建与合成方法.     

手性螺环配体及催化剂在不对称催化反应中的应用研究进展

金属参与的不对称催化反应是制备光学活性化合物的重要途径之一, 其中新型手性配体的设计合成一直是不对称催化领域中十分关键且富有挑战性的课题. 从20世纪90年代末开始, 化学家们尝试在手性配体中引入螺环结构, 创造性地发展了螺[4.4]壬烷骨架、 螺双二氢茚骨架、 螺[4.4]壬二烯骨架和螺二色满骨架等手性螺环单齿配体, 多齿配体及其催化剂, 并成功应用于不对称催化氢化、 不对称碳碳键形成或碳杂键形成等不对称转化反应中, 合成了众多富有价值的手性产品, 有力地推动了不对称催化反应的工业应用化进程. 本文综合评述了手性螺环配体的早期发现、 发展历程以及近期的研究成果, 介绍了螺环配体在药物及天然产物中的应用研究进展, 并对手性螺环结构的小分子催化剂的研究进展进行叙述和说明.     

二硼二氯甲烷作为通用试剂化学发散性构建偕二硼烷

<正>有机硼化合物是一类高效的合成砌块,在合成化学中应用广泛[1].其中,偕二硼烷类化合物由于其广泛的反应性,引起了极大的研究兴趣,已逐渐成为构建含多种官能团的复杂分子最通用的合成工具之一[2].在过去的二十几年里,化学家们一直致力于开发新方法用于高效构建偕二硼烷类化合物.其中,含官能团底物(如重氮、炔烃、烯烃、偕二卤和羰基化合物等)的直接偕二硼化反应是制备偕二硼烷类化合物最常见的方法之一(Scheme1,PathA)[3];然而,这些方法在制备大位阻的非末端偕二硼烷时往往效率较低,且缺乏通用性[4].     

氯代二苯并呋喃(PCDFs)毒性的QSAR研究

从1977年Oile首次报道城市垃圾及工业废弃物中的含氯化合物在焚烧过程中可能产生二噁英以来,人们对二噁英类化合物的产生及其对环境可能造成的危害进行了较为广泛的研究[1-3].氯代二苯并呋喃(PCDFs)是二噁英的一种,一方面由于它具有剧毒性,会导致内分泌系统和体内荷尔蒙平衡紊乱,另一方面它能对机体新陈代谢、免疫力和生殖系统造成长久的损伤,因此,有关此类化合物毒性的研究近年来受到了学术界的关注[4-7].