手性胺-质子酸催化剂在有机催化不对称合成中的应用

手性胺-质子酸是近年来发展起来的新型高效、高对映选择性的有机催化体系, 已成功应用于催化不对称Aldol反应、Michael加成反应、Diels-Alder反应和Strecker反应等许多重要的有机合成反应. 价廉易得的质子酸的引入不仅可促进活性中间体烯胺的生成, 并可通过形成的氢键稳定反应的过渡态, 从而显著提高该催化体系的催化活性和立体选择性. 对各类手性胺-质子酸催化剂在有机催化不对称合成反应中的应用、不对称诱导反应的机理、手性胺和质子酸的分子结构对其催化活性和不对称诱导活性的影响进行了评述.     

醛对羟鎓叶立德的对映选择性捕捉: 铑/锆共催化芳基重氮酸酯﹑ 苄醇和醛的三组分反应

多组分有机化学反应就是多个反应原料同时参与反应, 一步形成多个化学键. 不对称催化多组分反应需要手性催化剂在过渡态中同时控制三个以上的底物. 不对称催化多组分反应的挑战性在于要同时控制高的化学选择性﹑非对映选择性和对映选择性. 华东师范大学胡文浩科研小组与中国科学院成都有机化学研究所合作发现了一类基于捕捉活泼羟鎓叶立德中间体的三组分新反应可以一步合成α,β-双羟基芳基乙酸酯类化合物. 近期在调控反应选择性方面取得突破性进展, 筛选出一类手性锆催化剂, 成功实现了该类三组分反应的高立体选择性不对称催化, 生成赤式为主的产物对映选择性达98%, 从而为高效构建该类手性化合物提供了一条新的绿色合成途径.     

由葫芦脲和苯胺构筑的假聚轮烷及其自由基稳定性的研究

多组分有机化学反应就是多个反应原料同时参与反应, 一步形成多个化学键. 不对称催化多组分反应需要手性催化剂在过渡态中同时控制三个以上的底物. 不对称催化多组分反应的挑战性在于要同时控制高的化学选择性﹑非对映选择性和对映选择性. 华东师范大学胡文浩科研小组与中国科学院成都有机化学研究所合作发现了一类基于捕捉活泼羟鎓叶立德中间体的三组分新反应可以一步合成α,β-双羟基芳基乙酸酯类化合物. 近期在调控反应选择性方面取得突破性进展, 筛选出一类手性锆催化剂, 成功实现了该类三组分反应的高立体选择性不对称催化, 生成赤式为主的产物对映选择性达98%, 从而为高效构建该类手性化合物提供了一条新的绿色合成途径.     

亚胺的不对称催化氢化研究进展

手性胺化合物是重要的有机合成中间体,在农药、医药及精细化学品合成中有着广泛的应用,而通过亚胺的不对称催化氢化是获得手性胺化合物最直接、最高效的方法之一.近二十年来,亚胺的不对称催化氢化取得了重大进展.各种高活性、高立体选择性的手性配体和催化剂被设计并合成出来,各种新的不对称催化方法和策略被发展并得到成功应用,各种特殊及挑战性亚胺底物的氢化取得重要突破.然而亚胺的不对称催化氢化反应依然存在着诸如反应活性低、底物范围窄、反应条件苛刻、催化剂不易回收等问题.因此,发展更加高效、高选择性、环境友好的不对称氢化方法,是未来亚胺的不对称催化氢化发展的方向.从亚胺的类型入手,就环状和非环状的亚胺的不对称催化氢化反应的研究进展进行综述.     

手性磷酸催化的有机催化不对称反应

手性磷酸是近年来发展起来的一类新型高效、高对映选择性的Brønsted酸类有机催化剂, 已成功应用于催化不对称Mannich反应、还原胺化反应、Pictet-Spengler反应、aza-Diels-Alder反应和aza-Ene反应等许多重要的有机合成反应. 手性磷酸催化剂分子内同时含有Lewis碱性位点和Brønsted酸性位点, 可同时活化亲电与亲核底物. 作为一种新型双功能有机催化剂, 手性磷酸具有较高的催化活性和对映选择性, 催化剂最低用量可达0.05 mol%. 对各类手性磷酸催化剂在有机催化不对称合成反应中的应用研究进展, 以及不对称诱导反应的机理、手性磷酸的分子结构及反应条件对其催化活性和不对称诱导活性的影响进行了评述.     

氨基膦氧类有机小分子催化剂的制备及其催化的对N-取代苯乙酮亚胺的不对称硅氢化还原

首次利用L-酒石酸和L-扁桃酸对吡咯烷/哌啶衍生的氨基膦氧化合物进行拆分制得高对映选择性的氨基膦氧类有机小分子催化剂。将其应用于N-取代苯乙酮亚胺的不对称硅氢化还原反应中,以中等收率和对映体选择性获得相应的N-取代苯基手性胺。     

手性(硫)脲衍生物在不对称有机催化反应中的应用

手性(硫)脲衍生物是各种亲核试剂对亚胺、醛、缺电子烯烃加成反应的非常有效的有机催化剂之一, 已成功应用于对映选择性催化Strecker反应、Michael加成反应、Mannich反应、Baylis-Hillman反应、Henry反应等一系列重要的有机合成反应. 手性(硫)脲衍生物具有催化活性高、对映选择性和功能基相容性好、易于制备和修饰、适用范围广等优点, 成为近年来研究较多的不对称反应有机催化剂. 对手性(硫)脲衍生物在有机催化不对称合成中的应用研究进展进行了评述.     

手性脲衍生物有机催化α-萘酚和N-Ts芳香醛亚胺的不对称aza-Friedel-Crafts反应

将手性脲衍生物用于有机催化α-萘酚和14种芳香醛亚胺的不对称aza-Friedel-Crafts反应,筛选出最佳的催化条件,以70%~86%的化学产率和最高达78%ee的对映选择性获得了手性氨基萘酚化合物,拓宽了该反应的催化剂类型和底物范围.     

有机催化不对称Henry加成反应

有机催化不对称合成反应是目前国内外研究最为活跃的领域之一.不对称Henry反应是合成光学活性硝基化合物的有效手段,目前报道的催化不对称Henry反应的有机催化剂主要有手性胍、手性(硫)脲衍生物、金鸡纳碱衍生物等,取得了良好的催化活性和对映选择性.对各类有机催化剂在有机催化不对称Henry反应中的应用研究进展,以及不对称诱导反应的机理、催化剂的分子结构及反应条件对其催化活性和不对称诱导活性的影响进行了评述.     

有机小分子催化的不对称Strecker反应研究进展

有机小分子催化的不对称合成反应是目前研究最为活跃的领域之一. 不对称Strecker反应是合成光学活性α-氨基酸衍生物的有效手段. 目前报道的催化不对称Strecker反应的有机催化剂主要有手性胍类、手性(硫)脲衍生物、氮-氧偶极化合物、手性Brønsted酸等, 取得了良好的催化活性和对映选择性. 对各类有机小分子催化剂在有机催化不对称Strecker反应中的应用研究进展, 以及催化剂结构与反应条件对催化活性和不对称诱导作用的影响进行了简要评述.     

RuPHOX-Ru催化的手性γ-氨基醇的不对称氢化合成

研究了双反应活性中心手性二茂钌催化剂RuPHOX-Ru催化的一系列潜手性β-酰亚胺酮的不对称氢化反应.在优化的反应条件下(无水Na2CO3为碱,乙醇为溶剂),几乎所有的反应都可定量地转化为相应的手性γ-酰亚胺醇产物,且产物的对映选择性最高可达98%ee.产物的结构进行了充分的表征,且绝对构型也得到了确认.报道的β-酰亚胺酮的不对称氢化反应不仅简洁高效,且产物可通过简单的转化得到一系列手性γ-伯胺醇.     

金属催化的不对称氢化反应研究进展与展望

手性过渡金属络合物催化的不对称氢化反应是合成光学活性化合物的重要方法. 本文从手性配体及手性催化剂、不对称催化新反应、新方法和新策略三个方面简要评述新世纪以来过渡金属催化的不对称氢化反应研究领域的新进展. 从新世纪初至今, 手性单磷配体得到了复兴, 出现了如MonoPhos、SiPhos、DpenPhos等高效单齿亚磷酰胺酯配体; 磷原子手性(P-手性)配体也得到了快速发展, 如BenzP*、ZhanPhos、TriFer等已成为新的高效手性双膦配体; 螺环骨架手性配体成为新世纪手性配体设计合成的亮点, 除了SiPhos、SIPHOX、SpinPHOX等高效手性螺环配体外, 手性螺环吡啶胺基磷配体SpiroPAP的铱催化剂成为目前最高效的分子催化剂. 不对称催化氢化新反应研究也取得了突破, 如非保护烯胺、杂芳环化合物及N-H亚胺的氢化等反应都实现了高对映选择性. 自组装手性催化剂、树枝状手性催化剂、铁磁性纳米负载的可回收手性催化剂, 以及“混合”配体手性催化剂等新方法和新策略也在不对称催化氢化反应中得到了应用. 然而, 手性过渡金属络合物催化的不对称氢化研究仍然充满挑战, 也期待新的突破.     

蒽酮与β-硝基苯乙烯的不对称Michael加成反应

不对称催化Michael加成反应是一类重要的形成碳—碳键的反应,以蒽酮作为亲核试剂的不对称Michael反应报道甚少.以手性伯胺硫脲作为催化剂,对蒽酮与硝基苯乙烯的不对称有机催化Michael加成反应进行了研究.实验结果表明,所用的伯胺硫脲均具有较好的催化活性(80%～95%收率),其中硫脲4a得到了较高的对映选择性.对反应条件进行优化后,以乙醚为溶剂,使用5%摩尔分数催化剂4a和苯甲酸,研究了多个硝基苯乙烯类底物和蒽酮的Michael加成反应,获得了优异的化学收率(95%～98%)和较好的对映选择性(最高86%ee).     

手性催化剂在不对称羰基ene反应中的应用

手性高烯丙基醇类化合物是一类非常重要的有机合成中间体,被广泛应用于药物分子和天然产物的合成中,不对称羰基ene反应是构建此类化合物最有效的方法之一,近年来已经取得了巨大进展。目前,在不对称羰基ene反应中的手性催化剂主要有如Mg、Ca、Sc、Ti、Co、Ni、Cu、Rh、Pd、Pt等金属与手性配体络合形成的配合物,以及一些手性有机小分子,大部分都取得了较好的催化活性与对映选择性。本文就此评述了各类手性催化剂在不对称羰基ene反应中的应用,不对称诱导反应的机理,以及催化剂分子结构及反应条件对催化活性和对映选择性的影响。     

有机催化不对称[4+2]环加成反应*

有机催化不对称合成反应是目前国内外研究最为活跃的领域之一。不对称[4+2]环加成（Diels-Alder）反应是合成光学活性环状化合物的有效手段,目前报道的催化不对称Diels-Alder反应的有机催化剂主要有手性咪唑啉酮、手性Br?nsted酸、手性伯胺、金鸡纳碱衍生物等。本文对各类有机催化剂在有机催化不对称Diels-Alder反应中的应用研究进展,以及不对称诱导反应的机理进行了评述。     

有机催化不对称Mannich反应

有机催化的不对称合成反应是目前研究最为活跃的领域之一.不对称Mannich反应是合成光学活性β-氨基羰基化合物的有效手段.目前报道的催化不对称Mannich反应的有机催化剂主要有脯氨酸及其衍生物、手性磷酸、手性(硫)脲和金鸡纳碱衍生物等,取得了良好的催化活性和对映选择性.本文评述了各类有机催化剂在有机催化不对称Mannich反应中的应用研究进展,以及不对称诱导反应的机理、催化剂分子结构及反应条件对其催化活性和不对称诱导作用的影响.     

环状烯酮与环状1-氮杂二烯的非对映及对映选择性[4+2]环加成反应

有机胺能催化环状烯酮化合物在多个位点发生不对称合成反应. 最近,我们发展了手性伯胺催化β-取代2-环戊烯酮与从糖精衍生的1-氮杂二烯的α’,γ-区域选择性的[5+3]形式环加成反应. 这里我们将报道采用β-取代2-环己烯酮或β-未取代2-环戊烯酮时,在手性伯胺催化下却与相同1-氮杂二烯发生完全不同的α’,β-区域选择性的不对称[4+2]环加成反应,生成高度官能团化的手性[2.2.2]或[2.2.1]桥环骨架结构. 重要的是利用不同类型的手性伯胺催化剂能够实现非对映选择性的反转,分别制备高立体选择性的endo-或exo-环加成产物.     

钯配合物与手性方酰胺协同催化的乙烯基碳酸乙烯酯与醛的不对称脱羧环加成反应

利用金属钯与非手性膦配体原位生成的钯配合物和手性方酰胺为协同催化体系实现了乙烯基碳酸乙烯酯（VECs）与甲醛的不对称脱羧环加成反应，以良好的产率和对映选择性得到了手性叔醇类化合物.发现了有机小分子催化剂-手性方酰胺可实现该反应的不对称诱导，为通过两性离子烯丙基钯中间体的环加成反应的研究提供了新的思路.     

基于醋酸铑、磺酸和手性亚磺酰胺基脲共催化的α-重氮酯与酰胺不对称N—H插入反应研究

研究了醋酸铑[Rh2(OAc)4]、手性亚磺酰胺基脲和非手性磺酸共催化的α-重氮酯与酰胺化合物的不对称N—H插入反应.研究发现α-重氮酯在醋酸铑催化下形成金属卡宾,该金属卡宾与酰胺反应生成潜手性活泼叶立德中间体.在催化剂量的手性亚磺酰胺基脲和非手性磺酸存在下,潜手性叶立德中间体发生不对称质子化,合成了手性α-氨基酸衍生物.反应过程中,手性亚磺酰胺基脲和非手性磺酸作为"手性质子梭"催化不对称质子迁移从而实现了反应的对映选择性控制.该方法发展了非手性铑、手性亚磺酰胺基脲和非手性磺酸不对称共催化体系,为合成α-氨基酸衍生物提供了一种新途径,反应收率最高可达84%,对映选择性最高可达77%.     

手性氨基亚磺酰胺的合成及其对N-苯基酮亚胺不对称还原的催化作用

从N-保护的手性氨基醇出发,经氧化成醛后,与手性叔丁基亚磺酰胺发生缩合反应,再经一步还原胺化合成了一系列新型手性氨基亚磺酰胺有机小分子催化剂.将其应用于N-苯基酮亚胺的不对称硅氢化反应中,以中等收率和对映选择性获得了相应的N-苯基手性胺.