本項(xiàng)目屬于有機(jī)化學(xué)中的合成方法學(xué)領(lǐng)域。雜環(huán)化合物廣泛存在于藥物分子和合成材料中，傳統(tǒng)的雜環(huán)化合物合成方法主要是在高溫強(qiáng)酸條件下，對已官能化的底物分子的關(guān)環(huán)反應(yīng)。這些方法大都具有反應(yīng)條件苛刻、底物耐受性差、選擇性不高、合成路線長等缺點(diǎn)。因此，發(fā)展反應(yīng)條件更加溫和的、選擇性更高的、底物適用范圍更廣的雜環(huán)化合物合成方法對促進(jìn)相關(guān)學(xué)科的發(fā)展具有重要的意義。C?H鍵是構(gòu)成有機(jī)化合物最基本、最普遍的化學(xué)鍵之一。近年來，過渡金屬催化的對化學(xué)惰性的C?H鍵直接官能化反應(yīng)成為化學(xué)家們關(guān)注的焦點(diǎn)。由于底物不需要預(yù)活化，這類反應(yīng)具有原子經(jīng)濟(jì)性好，成鍵效率高的優(yōu)點(diǎn)。
本項(xiàng)目圍繞過渡金屬催化的雜環(huán)藥物分子的合成方法學(xué)開展研究，在碳?xì)滏I活化方面取得了一系列研究成果：利用Cu/O2體系催化的分子內(nèi)C?H鍵官能化反應(yīng)用于構(gòu)建雜環(huán)骨架，首次發(fā)現(xiàn)Cu/Fe共催化現(xiàn)象，并成功合成一系列重要的藥物優(yōu)選骨架；首次實(shí)現(xiàn)了Cu/O2體系催化的烯烴的分子內(nèi)脫氫胺氧化反應(yīng),成功合成了imidazo[1,2-a]pyridine-3-carbaldehydes 和1,2-disubstituted imidazole-4-carbaldehydes這兩類廣泛存在于藥物分子中的雜環(huán)結(jié)構(gòu)；應(yīng)用鈀催化劑，通過對C?H鍵的分子內(nèi)羰基化反應(yīng)構(gòu)建含羰基雜環(huán)化合物；拓展了異腈在有機(jī)合成中的應(yīng)用，首次把鈀催化的C?H鍵活化和異腈插入結(jié)合起來，合成了結(jié)構(gòu)多樣的含氮雜環(huán)化合物，拓展了官能團(tuán)化的異腈在鈀催化的雜環(huán)化合物中的應(yīng)用；對所合成的化合物進(jìn)行體外抑菌活性測試，發(fā)現(xiàn)有兩類雜環(huán)化合物具有較好的抑制結(jié)核桿菌的活性。相關(guān)成果發(fā)表于J. Am. Chem. Soc.和 Angew. Chem. Int. Ed.等雜志。
本項(xiàng)目成功實(shí)現(xiàn)利用過渡金屬碳?xì)滏I活化方法構(gòu)建了多種具有廣泛生物活性的雜環(huán)骨架，并且對反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，為合成已知雜環(huán)化合物提供原子更經(jīng)濟(jì)、步驟更簡短、環(huán)境更友好的方法；同時大量結(jié)構(gòu)多樣新穎的雜環(huán)化合物為生物活性篩選提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，有效的合成方法又為后續(xù)活性化合物的結(jié)構(gòu)修飾提供了保障，對現(xiàn)代有機(jī)合成和藥物研究具有重要的意義。
