多组分反应是合成有机小分子化合物的重要方法。相较于传统的多步反应,多组分反应通常将三个或者三个以上原料以“一锅煮”的方式转化成目标产物。因此具有原子经济性高,操作简单的特点。炔酰胺是一类酰胺取代的炔烃。和普通的炔烃相比,炔酰胺结构中氮原子的给电子作用,使得炔键高度极化,因而其同时拥有亲电和亲核反应中心,并显示出较高的化学反应活性,这与异氰具有一定的相似性。基于以上分析,我们认为炔酰胺可以作为C2合成模块应用于多组分反应。异氰参与的Ugi反应是著名的多组分反应。鉴于炔酰胺与异氰的相似性,我们首先进行了类Ugi反应的研究。通过对反应条件的不断探索和优化,最终我们发展出以羧酸、醛、芳香胺和炔酰胺为原料的四组分一锅法反应,构建了结构多样的β-氨基酰胺类化合物。此外,我们还利用同位素标记实验对反应机理进行了探索(图1)。图1.“一锅法”多组分反应合成β-氨基酰胺类化合物同时,我们还利用弱酸性的N-羟基邻苯二甲酰亚胺(pKa= 6.1)与炔酰胺反应,合成活性的烯酰胺中间体,再经镍(Ⅱ)催化的芳基硼酸协同作用的单电子转移过程(SET),合成各类芳基取代的乙酰胺和内酰胺类化合物。另外,我们还利用自由基捕获实验对反应机理进行了探索(图2)。图2.镍催化的多组分反应制备芳基乙酰胺和内酰胺类化合物此外,我们还发展了重氮化合物和对苯醌化合物(p-QMs)的串联反应,构建了四取代烯烃和喹啉酮类化合物。由于对苯醌化合物(p-QMs)具有高亲电性,因此在Lewis酸的活化下,容易受到重氮化合物的亲核进攻,经加成/重排后转化为四取代烯烃和喳啉酮类化合物。同时,我们还通过同位素标记实验,验证了该反应中存在的碳迁移过程,并以此提出了可能的反应机理(图3)。