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炔烃是现代有机合成中的重要组成部分,已广泛用于过渡金属催化的环化、异构化、双官能化和增碳反应中,用以高效制造复杂的天然产物、有机电子材料、生物活性分子、药物和其他化合物。炔烃的双官能团化是高立体选择性和区域选择性构建三/四取代烯烃的主要方法之一,三/四取代烯烃广泛存在于生物活性分子中,在构建分子器件和液晶材料中起重要作用。虽然近年来已经建立了很多有效的方法实现了炔烃的碳杂化,但是炔烃的碳碳化的研究还十分有限。因此,通过新颖的策略发展一种快速通用的方法实现炔烃的碳碳化是充满挑战的。同时苯炔是一种含有环张力的特殊炔烃。近年来,过渡金属催化的苯炔化学的发展已经成为构建1,2-二取代芳烃的有力的方法。在该领域,铜催化的多组分反应高效构建邻取代芳胺引起了我们的关注,因为邻取代芳胺是药物分子中重要的结构单元。我博士期间的工作主要集中在炔烃和苯炔的双官能团化方面。本博士论文主要包含以下两部分内容:(1)通过钯/金协同催化策略实现了缺电子内炔的烯丙基炔基化反应。仅需一步就可以从简单原料得到高度取代的1,4-二烯-6-炔化合物。炔酸烯丙酯在钯催化下可以产生炔基和烯丙基部分,在特定条件下和另外的炔烃反应就得到交叉二聚产物。鉴于四取代烯烃的重要性,我们利用炔酸烯丙酯和内炔在钯和金协同催化下通过脱羧偶联制备了一系列1,6-烯炔。由于“连接臂”部分是缺电子烯烃,使这类化合物展示出特殊的性质。该反应具有良好的官能团兼容性、区域选择性和立体选择性优秀,唯一的副产物是CO2。我们对反应机理进行研究,发现金催化剂并不和底物中的炔基配位,而是和反应中间体配位。通过MS捕获了炔基金中间体,通过实验证实炔基金和内炔反应生成烯基金物种,然后再和碳酸烯丙酯在标准条件下得到目标产物。控制实验表明金催化剂在反应中可以明确抑制副产物的生成。(2)我们成功发展了铜催化的端炔、原位产生的芳炔、O-苯甲酰基羟胺的三组分反应。生成的邻炔基苯胺化合物可以在不同条件下转化为吲哚衍生物,该反应具有良好的官能团兼容性,芳基、烯基、烷基、环烷基取代的端炔都可以反应。通过调节反应条件,该转化中的亲核试剂可以从端炔拓展到苯并恶唑。该转化使用碳酸铯代替氟化钾来活化苯炔前体,体系中加入相转移催化剂TBABF4增加碳酸铯在甲苯中溶解度,同时我们发现在该转化中配体对反应效率有关键影响,通过大量的筛选最终选择Brettphos。由于苯并恶唑活性较低,使得反应条件比较苛刻,投料比、催化剂和碱的用量都相对较高。但是该策略还是解决了传统方法难以合成的邻苯并恶唑基苯胺化合物的合成问题。总之,这种策略是构建邻炔基苯胺和邻苯并恶唑基苯胺的一种高效方法。