新反应过程的开发和生物活性骨架分子的构建是当代有机化学研究的两个热点。环丙烷结构存在于大量天然产物和药物分子中,其衍生物是一类特殊的3-碳合成子,利用其开环反应高效构建复杂分子骨架的研究越来越受到有机化学家的广泛关注。环丙烯作为一类含三元碳环结构的特殊烯类化合物,具有较大的环张力,使得其拥有一些特殊的反应活性。有关1,1-二取代环丙烯在有机合成中的研究较为普遍,而涉及原位生成的1,2-取代缺电子环丙烯的研究相对较少,已报道的此类化合物结构十分有限,尤其是其亲核开环反应。因此,还需拓展更多结构多样化的化合物来丰富该研究领域。在本实验室前期的工作基础上,本文系统研究了2-酰基-1-氯环丙基甲酸酯原位生成的缺电子环丙烯中间体与一系列不同亲核试剂的反应,取得的主要研究结果如下：1)探索了2-酰基-1-氯环丙基甲酸酯与活泼亚甲基化合物的反应。在碱性条件下,1,3-二羰基化合物能与2-酰基-1-氯环丙基甲酸酯原位生成的环丙烯中间体发生串联反应,以中等到优秀产率(55-94%)得到顺式6-羟基取代富烯衍生物。进一步研究发现,和以往报道的富烯相比,该类富烯衍生物具有更强的酸性,随pH值改变,其紫外吸收光谱变化显著。此外,该类富烯衍生物在碱性条件下极易芳构化,能与重氮盐进一步衍生得到一类新型偶氮染料。2)探索了上述合成所得6-羟基取代富烯衍生物的反应行为。发现该类化合物能与伯胺发生胺化,以39-99%产率得到17种富烯胺化衍生物。进一步研究表明,在有伯胺、仲胺、羟基和巯基同时存在下,该类富烯衍生物能选择性只与伯胺发生胺化。同时发现,该类化合物在选择性胺化后,其紫外荧光性质变化显著。3)探索了2-酰基-1-氯环丙基甲酸酯与不同胺类亲核试剂在碱性条件下的反应。结果表明,仲胺能与原位生成的缺电子环丙烯中间体反应现场生成D-A环丙烷,该D-A环丙烷可进一步自发地发生开环串联反应,形成2-吡喃酮类化合物。利用此法得到了22个具有潜在生物活性的2-吡喃酮类化合物,产率为57-97%。此外,发现这类2-吡喃酮类化合物在乙醇溶液中具有蓝色荧光的特殊性质。4)探索了2-酰基-1-氯环丙基甲酸酯与酚类的反应。在碱的促进下,2-酰基-1-氯环丙基甲酸酯与酚能发生形式上的取代,以高产率得到2-酰基-1-酚氧基环丙基甲酸酯。该D-A环丙烷化合物在酸催化下能发生开环反应,所得产物因催化剂性质的不同而不同。强酸TfOH催化时,得到环化产物2,5-二取代呋喃化合物(产率为36-99%)。弱酸或Lewis酸能催化反应得到3-羰基酮酸酯类化合物,该化合物在TfOH催化下能进一步转化为2,5-二取代呋喃化合物。5)研究了2-酰基-1-氯环丙基甲酸酯与亚磷酸酯类化合物的反应。在碱作用下亚磷酸酯选择性与酰基发生加成／极性反转／开环反应,以18-99%产率得到24个重要的有机合成中间体烯醇磷酸酯化合物。同样条件下2-酰基-1-取代环丙烷化合物也能发生类似开环反应,得到多官能团烯醇磷酸酯,产率高达94%。6)研究了弱亲核试剂亚磺酸钠盐与2-酰基-1-氯环丙基甲酸酯的反应。发现在碱性条件下,芳基亚磺酸钠盐能与原位生成的缺电子环丙烯发生极性加成／脱羧反应,以19-89%的产率,高非对映选择性(dr>20：1)得到反式构型的2-酰基环丙基砜类化合物。