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全取代芳环的结构广泛存在于天然产物,药物以及光电材料分子中。因此发展新颖、高效的合成方法实现该类结构的合成具有非常重要的研究意义。传统的构建多取代或全取代芳环的方法主要从苯的衍生物出发,通过取代或者偶联的方式来实现苯环的逐步官能团化反应,然而要通过这种策略来实现全取代芳环的合成是非常困难的。因此,本论文将从不同的炔烃底物出发,基于“金属卡宾转移/羰基化”的反应策略来实现全取代芳环结构的高效构建,并用于多芳环材料分子库以及咔唑类天然产物分子库的建立。具体内容如下:(1)Rh(I)催化的金属卡宾迁移/羰基化/环化反应用于构建全取代芳炔前体从硅基取代的双炔底物出发,在一价铑催化条件下,以吡啶氮氧化合物作为亲核试剂产生金属卡宾,随后通过金属卡宾转移/羰基化的策略构建了一系列邻硅基取代酚类化合物,并用于全取代芳炔前体库的建立。机理实验证明,硅的空间位阻效应可以避免了铑卡宾中间体被吡啶氮氧化合物氧化的问题,同时硅的超共轭效应稳定了烯酮中间体,从而保证一氧化碳选择性的与第二个金属卡宾反应。另外,硅取代基的提前引入方便了后期芳炔前体的制备,起到了“一石三鸟,一箭三雕”的作用。随后,经过简单的一步氟磺酰化反应,可以快速高效的构建起全取代芳炔前体库。通过与不同的双烯体反应,得到了一系列结构复杂的多芳环分子。进一步的,我们对多芳环化合物的光学性质进行了初步的研究。这种金属卡宾转移羰基化环化的反应策略为构建复杂结构的芳炔提供了一种全新的思路。(2)Rh(I)催化的α-重氮吲哚乙酸炔丙酯脱氮/插羰反应构建咔唑分子骨架在一价铑催化,一氧化碳氛围条件下,实现了α-重氮吲哚乙酸炔丙酯的脱氮/插羰环化反应。与金属活化炔烃,氮氧化合物作为亲核试剂进攻产生金属卡宾的方式相比,金属直接分解重氮产生金属卡宾的方式可以避免氧化的副产物。另外,不需要通过预装硅取代基来确保串联环化反应的顺利进行,扩大了底物的适用范围。进一步的控制实验表明,形成的一价铑卡宾中间体更加趋向于与富电子炔烃发生加成反应。基于这样一个合成策略,我们快速高效的构建了含全取代芳环骨架的咔唑分子库。