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本论文主要研究并实现了金属铱催化的吲哚和吡咯分子内不对称烯丙基去芳构化反应和金属钯催化的吡咯和萘酚分子间不对称烯丙基去芳构化反应。在对去芳构化反应的机理研究中,首次发现了吲哚和吡咯的去芳构化/现场迁移的反应历程,并纠正了以前文献中对于该类反应的产物结构的错误判定。 论文的第一部分工作通过以[Ir(cod)Cl]2/四氢喹啉骨架配体1f为催化剂,首次实现了2-位取代吡咯的分子内不对称烯丙基去芳构化反应。该反应能以优秀的收率、对映选择性以及非对映选择性完成吡咯2-位螺环季碳手性中心的构建,为螺-2H-吡咯衍生物的制备提供了一种简捷和高效的方法。 第二部分工作通过对底物链接原子性质的调节,首次实现了吲哚和吡咯的分子内去芳构化/现场迁移反应,完成了一类新型手性吲哚和吡咯并环的构建。通过使用原位红外仪对反应的历程进行监测,提出了反应的可能机理,并纠正了以前文献对于该类反应产物结构的错误判定。 第三部分工作中,通过进一步调节底物的电子性质,可以对吡咯分子内去芳构化产物(五元螺-2H-吡咯)进行分离和鉴定,为前一部分的反应机理提供有力的证据。五元螺-2H-吡咯在催化量的4-甲基苯磺酸的作用下可以发生[1,2]-烯丙基迁移反应生成另一类吡咯并环结构,迁移产物的ee值能够得到保持。有意思的是,在该反应中使用我们小组新设计合成的配体1i能取得最优的对映选择性和非对映选择性控制。 第四部分工作通过使用金属钯催化的不对称烯丙基取代反应首次实现了吡咯分子间不对称烯丙基去芳构化反应。对于一系列对称的或者非对称的吡咯底物,反应均可以以优秀的区域选择性和对映选择性实现手性2H-吡咯的构建。有意思的是,使用2,3,5-三取代的吡咯作为底物时,反应以优秀的区域选择性得到2-位去芳构化的产物。值得注意的是,这是首例在钯催化的不对称烯丙基烷基化反应中使用轴手性双膦配体对潜手性芳环亲核试剂实现了优秀的对映选择性控制。 第五部分工作通过调节吡咯环上取代基的电子性质,实现了金属铱催化的吡咯的分子内不对称烯丙基胺化反应。通过以[Ir(cod)Cl]2/配体1b或者四氢喹啉骨架配体1f为催化剂,反应能以优秀的收率和对映选择性实现一系列手性吡咯并哌嗪酮衍生物的高效构建。该方法为合成一类吡咯并哌嗪酮类天然产物提供了一条简捷的路径。 第六部分工作将金属钯催化的分子间不对称烯丙基去芳构化反应拓展到萘酚体系。通过对萘酚底物的巧妙设计,避免了酚氧作为亲核试剂的烯丙基醚化反应,首次实现了萘酚类化合物的分子间烯丙基去芳构化,高效地合成了一类在药物活性分子中广泛存在的手性苯并共轭烯酮类化合物。 第七部分工作进一步拓宽了金属钯催化的萘酚化合物的分子间去芳构化反应的底物范围,并对反应的机理进行研究。通过对机理的研究,发现去芳构化的产物在热力学上是更为有利的产物,而醚化产物在反应的条件下可以进一步转化为去芳构化的产物。