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开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字） 一、背景介绍 过渡金属催化的碳氢键活化反应是近年来有机化学研究的热门领域，为有机合成提供了方便、绿色的合成途径。杂环化合物广泛存在于天然产物和活性分子当中，杂环化合物的合成一直以来都是合成化学家的研究重点。通过过渡金属催化的碳氢键活化反应，实现生物活性杂环骨架的快捷合成，具有重要的研究意义。 杂环并吡啶衍生物及其氮氧化物是非常重要的结构骨架，在许多天然产物、药物分子、配体和有机功能性分子中有着广泛的存在。经文献调查发现，传统的合成方法主要通过预先制备杂环并吡啶结构，然后通过过氧化物的氧化得到相应的氮氧化物，这种方法步骤比较繁琐，条件相对苛刻，而且官能团耐受性不佳，收率也比较低。近期，过渡金属催化的分子内环化反应被开发出来，用以合成杂环并吡啶氮氧化物。该类反应虽然可以一步得到产物，但底物结构较为复杂，制备比较困难，难以实现多种取代类型的杂环并吡啶及其氮氧化物的有效合成。因此，发展迅速有效的杂环并吡啶及其氮氧化物合成方法具有重要的研究价值。 2013年，Frank Glorius课题组报道了一种铑催化的碳氢键活化反应，通过简单的芳基酮肟和重氮化合物为起始原料，一步合成了吡啶和异喹啉氮氧化物。我们拟在此基础上发展一种方便快捷的方法，用以构建一些结构更为复杂，应用更为广泛的杂环并吡啶氮氧化物。 二、拟研究问题及解决方法 基于这种思路，我们设计了2-乙酰基苯并呋喃衍生而来的芳基酮肟和重氮化合物作为反应的模型底物进行研究。我们进行了反应的初步尝试和条件筛选。 经过反应条件的筛选，我们确定了反应的最优条件:甲醇为溶剂，2个当量的醋酸钠以及催化剂铑，在80℃的温度下反应12个小时。在此基础上我们进行了底物适用性的研究，用我们的反应合成了几种不同取代类型的杂环并吡啶氮氧化物如下图所示： 为了进一步拓展我们方法的应用价值，我们将该反应应用于一个含有杂环并吡啶结构的活性分子合成中去。人类免疫缺陷病毒（Human Immunodeficiency Virus；HIV），即艾滋病（AIDS，获得性免疫缺陷综合征）病毒，是造成人类免疫系统缺陷的一种病毒。1983年，人类免疫缺陷病毒在美国首次发现。它是一种感染人类免疫系统细胞的慢病毒（Lentivirus），属逆转录病毒的一种。HIV通过破坏人体的T淋巴细胞，进而阻断细胞免疫和体液免疫过程，导致免疫系统瘫痪，从而致使各种疾病在人体内蔓延，最终导致艾滋病。由于HIV的变异极其迅速，难以生产特异性疫苗，至今无有效治疗方法，对人类健康造成极大威胁。化合物I被报道具有潜在抗HIV活性，但是目前他的合成主要通过3-氨乙基苯并呋喃为起始原料，经过几步反应得到，该化合物的价格比较昂贵，总的产率也很低，限制了该类型化合物的大规模合成和活性筛选，我们设想通过我们开发的反应，以实验室简单易的的芳基酮肟作为底物，实现该化合物的合成。 三、过程管理 (1)实验时间：每周一至周五 (2)进度安排： 前期（2016.2-2016.3月）：查阅文献熟知实验背景，熟悉基本试验操作，柱层析分离、薄层层析分离、TLC监测反应进程、常规溶剂处理、蒸馏，以及旋转蒸发仪等相关仪器的使用及注意事项。开始进行最优反应条件的筛选。 中期（2016.3-2016.5月）：按照两个方向设计合成化合物，并且不断优化设计实验步骤，选择更高效的催化剂、反应条件、溶剂以提高产率。将目标化合物采用核磁、质谱、红外、元素分析等方法确证并表征结构。将合成化合物稳定保存。 中后期（2016.5-2016.6月）：在前期合成的基础上，尝试优化相应小分子化合物的步骤，提高产率，简化反应条件，并将合成化合物稳定保存。最后对项目的整体进展进行总结，总结成果，撰写论文，准备汇报材料。 学生签名： 年 月 日 |
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指导教师意见： 按期圆满完成规定的任务，难易程度以及工作量符合教学要求，能独立查阅文献和调研，能熟练地进行实验操作。按期完成开题报告以及毕业论文及相关工作。 |
