镍催化硅基保护烯丙醇的烯氢化反应:一种合成含有手性季碳中心高烯丙醇的有效方法

报道了一例手性螺环亚磷酰胺配体和镍的络合物催化的硅基保护烯丙醇的不对称烯氢化反应,以较高的收率(最高达97%)和对映选择性(最高达95%ee)合成了一系列含有手性季碳中心的高烯丙醇.该反应为含有手性季碳中心的双官能团化合物的合成提供了新的有效方法.     

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.     

手性膦烯配体在铑催化的芳基硼酸对β-芳基-α,β-不饱和磺酸酯不对称共轭加成反应中的应用

报道了手性膦烯配体在金属铑催化的芳基硼酸对β-芳基-α,β-不饱和磺酸酯不对称共轭加成中的应用.经过系统的反应条件筛选和配体结构优化,发现含手性1,1'-联-2-萘酚骨架的膦烯配体L7与Rh(I)形成的催化剂可以高对映选择性地实现β-芳基-α,β-不饱和磺酸酯化合物的不对称1,4-加成反应.此反应体系条件温和,底物普适性广,并取得了较高的收率(up to 95%)和优秀的对映选择性(up to 99%ee),为合成手性偕二芳基取代的磺酸酯类化合物提供了一种新方法.     

SpinPHOX/Ir(Ⅰ)催化的2-羟甲基-3-芳基丙烯酸的不对称氢化

光学活性的2-羟甲基-3-芳基丙酸类化合物是许多手性药物的关键合成中间体,但到目前为止其不对称合成方法大多存在对映选择性不高及/或底物范围有限等问题.报道了手性SpinPHOX/Ir(I)络合物在一系列2-羟甲基-3-芳基丙烯酸的不对称氢化中表现出优良的催化性能,取得完全的底物转化和良好到优秀的对映选择性(高达95%ee).对于同一2-羟甲基-3-芳基丙烯酸底物的不对称氢化,使用中心手性相同但螺环骨架上的轴手性相反的催化剂分别以优良的对映选择性获得构型相反的产物,从而为光学活性2-羟甲基-3-芳基丙酸及相关手性药物的不对称合成提供了一条简便高效的途径.     

中心金属或配体刚性调控的α-酮酸酯对硝基烯的不对称共轭加成

通过手性二胺配体与Cu或Ni络合合成了手性金属催化剂,并将其应用于α-酮酸酯对硝基烯的不对称共轭加成反应中,发展了通过改变中心金属或调节配体刚性实现反应对映选择性反转的策略.使用同一手性二胺配体(1S,1'S)-1,1'-联异吲哚啉,与不同的金属前体(Cu(OAc)2·H2O与Ni(OAc)2·4H2O)络合,可以高选择性地得到绝对构型相反的共轭加成产物(ee值高达94%与93%).同样,使用同一金属前体Cu(OAc)2·H2O,与同一手性源出发合成的两种刚性不同的二胺配体络合,也可以在这个反应中实现产物绝对构型的反转(ee值高达94%与94%).     

DpenPhos/Rh(I)催化的β-脱氢氨基酸酯的不对称氢化反应

本文研究了一类结构可调手性单齿亚磷酰胺配体DpenPhos在Rh(I)催化的E和Z型β-脱氢氨基酸酯的不对称催化氢化反应中的应用.经过系统的反应条件和配体结构优化,发现N原子上含有H的亚磷酰胺配体与Rh(I)形成的催化剂通常比N原子上不含H的配体表现出更高的反应活性.在E型β-脱氢氨基酸酯的不对称氢化反应中,催化剂(R,R)-3k/Rh(I)表现突出,可以实现底物的常压催化氢化,取得了92%～96%的对映选择性,催化剂用量可降低至0.2 mol%;对于Z型β-脱氢氨基酸酯的不对称氢化反应,则(R,R)-3l/Rh(I)为最优催化剂,可以获得92%～98%ee值的氢化产物,特别是对于β-芳基取代衍生物的氢化反应,相应氢化产物的ee值可以达到96%～98%.该类催化剂为天然或非天然光学活性β氨基酸的合成提供了一个简便、高效的方法.     

铜催化α-重氮酮对硼氢键的不对称插入反应

手性有机硼化合物在有机合成、医药、材料等诸多领域中有广泛的应用,发展该类化合物的高效合成方法一直广受关注.此前,我们发展了过渡金属催化卡宾对硼氢键(B—H)的插入反应,并实现了α-重氮酯对B—H键的不对称插入反应.本文以手性螺环双噁唑啉配体和铜的络合物作为催化剂,首次实现了α-重氮酮对膦-硼烷加合物的B—H键不对称插入反应,获得了较高的收率和高达83%ee的对映选择性.该研究成果是为数不多的以α-重氮酮作为卡宾前体的不对称杂原子氢键插入反应,为手性α-硼取代酮化合物这类新的有机硼化合物的合成提供了有效方法.     

手性螺二氢茚双膦配体在钌催化酮的不对称氢化反应中的应用研究

羰基化合物的不对称催化氢化是获得光学活性醇类化合物的极为有效的方法之一.在对芳基烷基酮的不对称催化氢化反应的研究中,Noyori等开发出一种非常有效的不对称催化氢化体系,即手性双膦-钌-双胺催化体系.该催化体系是一个具有高转化数、高转化频率以及高对映选择性的催化体系,它能催化氢化烷基酮、芳基酮、杂环芳酮等多种含羰基的潜手性底物[1].我们研究小组合成了一类具有螺二氢茚骨架的手性螺环双膦配体SDP,当这类配体应用于该氢化反应时,不但获得了极高的对映选择性(最高达99.5?),而且转化数也很高(TON高达100000)[2].在研究RuCl2-[(S)-Xyl-SDP][R,R)-DPEN)]络合物催化氢化芳基烷基酮时,发现当用NaOBu-t作碱时,催化氢化反应的速度明显比用KOBu-t作碱时要快.这与Hartmann和Chen等[3]在RuCl2-[(S)-BINAP][(S,S)-DPEN]催化氢化苯乙酮反应中的结果正好相反.我们进一步采用动力学的方法,深入研究了碱金属阳离子对苯乙酮催化氢化反应速率的影响.研究结果表明:双膦配体中P-芳环上的取代基对碱金属阳离子影响氢化反应速率的顺序产生明显影响.     

新型手性双膦配体的合成及其催化性能考察

以苯乙烯为原料,通过Sharpless不对称二羟基化反应合成高对映体纯的苯基乙二醇,经环化、亲核开环和取代反应转化为手性碳膦-氧膦型双膦配体.后者与[Rh(COD)Cl]2及NH4PF6作用生成手性膦-铑阳离子催化剂.在α-脱氢氨基酸衍生物的不对称氢化反应中,化学转化率为100%,对映选择性最高达到77?.     

联萘衍生物作为手性配体在不对称氢化中的应用

综述了近年来联萘衍生物作为手性配体构成的金属络合物在前手性烯、酮及亚胺的不对称氢化反应中的应用。     

Synthesis of a new type of P,N-ligand with a spiro skeleton for Ir-catalyzed asymmetric hydrogenations

A new type of chiral phosphine–quinoline ligand bearing a spiro[4,4]-1,6-nonadiene scaffold was designed and synthesized. Its cationic iridium complex has been characterized by X-ray diffraction analysis and evaluated in the catalytic asymmetric hydrogenation of alkene and imine derivatives, giving the corresponding hydrogenation products with high activity albeit moderate enantioselecitivity.     

Ir‐SpinPHOX Catalyzed Enantioselective Hydrogenation of 3‐Ylidenephthalides

The first asymmetric hydrogenation of 3‐ylidenephthalides has been developed using the Ir^I complex of a spiro[4,4]‐1,6‐nonadiene‐based phosphine‐oxazoline ligand (SpinPHOX) as the catalyst, affording a wide variety of chiral 3‐substituted phthalides in excellent enantiomeric excesses (up to 98 % ee). The utility of the protocol has been demonstrated in the asymmetric synthesis of chiral drugs NBP and BZP precursor, as well as the natural products chuangxinol and typhaphthalide.     

新型手性环状胺膦配体的设计合成及在酮的不对称还原中的应用

新型手性配体的设计合成是不对称催化研究的重要内容,其中手性胺膦配体因同时含有"软"的磷原子和"硬"的氮原子而具有丰富的配位化学性能和优秀的不对称诱导能力.本文总结了本研究组最近设计合成的手性环状胺膦配体的制备、表征及其在铁催化酮的不对称还原中的应用.手性1,2-环己二胺与双(2-甲酰基苯基)苯基膦通过[2+2]环缩合反应能够顺利获得手性22元环的亚胺膦配体21,该配体经Na BH4还原后生成大环胺膦配体22.利用手性大环胺膦配体22与Fe3(CO)12原位生成的催化体系,能够高活性、高对映选择性地实现包括杂环芳香酮在内50多种酮的不对称转移氢化和不对称氢化反应,其S/C(底物与催化剂的摩尔比)最高可达5000:1,产物手性芳香醇的光学纯度高达99%ee.     

Iridium-Catalyzed Enantioselective Hydrogenation of Indole and Benzofuran Derivatives

Enantioselective hydrogenation of a broad spectrum of N-, O-, and S-containing aromatic benzoheterocycles or nonaromatic unsaturated heterocycles has been realized by using an Ir/SpinPHOX (SpinPHOX=spiro[4,4]-1,6-nonadiene-based phosphine-oxazoline) complex as the catalyst, affording an array of the corresponding chiral benzoheterocycles (30 examples) with excellent enantioselectivities (>99 % ee in most cases) and turnover numbers up to 500.     

Rh(I)/DpenPhos catalyzed asymmetric hydrogenation of enol esters and potassium (E)-3-cyano-5-methylhex-3-enoate

Rh(I) complexes of a class of modular chiral monodentate phosphoramidites were highly efficient for the asymmetric hydrogenation of enol esters bearing α-aryl or α-alkyl groups, to afford the corresponding hydrogenation products in high enantioselectivities (87–95% ee) and reactivities (turnover number up to 10,000). These ligands were also shown to be effective in Rh(I)-catalyzed asymmetric hydrogenation of the potassium salt of (E)-3-cyano-5-methylhex-3-enoate, to give the corresponding product (a precursor to CI-1008) with up to 95% ee and complete conversion of substrate.     

手性螺环配体及催化剂在不对称催化反应中的应用研究进展

金属参与的不对称催化反应是制备光学活性化合物的重要途径之一, 其中新型手性配体的设计合成一直是不对称催化领域中十分关键且富有挑战性的课题. 从20世纪90年代末开始, 化学家们尝试在手性配体中引入螺环结构, 创造性地发展了螺[4.4]壬烷骨架、 螺双二氢茚骨架、 螺[4.4]壬二烯骨架和螺二色满骨架等手性螺环单齿配体, 多齿配体及其催化剂, 并成功应用于不对称催化氢化、 不对称碳碳键形成或碳杂键形成等不对称转化反应中, 合成了众多富有价值的手性产品, 有力地推动了不对称催化反应的工业应用化进程. 本文综合评述了手性螺环配体的早期发现、 发展历程以及近期的研究成果, 介绍了螺环配体在药物及天然产物中的应用研究进展, 并对手性螺环结构的小分子催化剂的研究进展进行叙述和说明.     

Highly enantioselective asymmetric hydrogenation of (E)-β,β-disubstituted α,β-unsaturated Weinreb amides catalyzed by Ir(I) complexes of SpinPhox ligands

The Ir(I) complexes of chiral spiro phosphino-oxazoline ligands (SpinPhox) have demonstrated good to excellent enantioselectivity in the asymmetric hydrogenation (AH) of a variety of (E)-β,β-disubstituted α,β-unsaturated N-methoxy-N-methylamides, affording the corresponding optically active Weinreb amides with up to 97% ee.     

Synthesis of a new chiral nonracemic C(2)-symmetric 2,2'-bipyridyl ligand and its application in copper(I)-catalyzed enantioselective cyclopropanation reactions

An efficient synthesis of a low molecular weight, chiral nonracemic and C(2)-symmetric bipyridyl ligand is reported. The ligand was prepared using a catalytic asymmetric dihydroxylation reaction of a pyrindine as a key step. The ligand was evaluated in the asymmetric copper(I)-catalyzed cyclopropanation reactions of a series of alkenes and diazoesters. Very high diastereoselectivities and enantioselectivities were observed (>95:5 dr and up to 99% ee). These are the highest reported stereoselectivities for a chiral bipyridyl ligand. [structure: see text]     

Catalytic asymmetric syntheses of tyrosine surrogates

Amino acid esters 5-11 as tyrosine mimics have been synthesized in excellent enantioselectivity (up to 99.6% ee) and in good overall chemical yields. The key step in the sequence was the Burk's [Rh(COD)(2R,5R)-Et-DuPhos]BF4-catalyzed asymmetric hydrogenation of enamides with a variety of reactive functional groups.     

新型手性膦噁唑啉铱络合物的合成及其在氢化反应中的应用

在鹰爪碱诱导下,2-氯甲基-4,4-二甲基噁唑啉与叔丁基苯基膦硼烷经络合反应,以43%的收率合成了光学纯度大于99%,手性中心在P上的新型手性噁唑啉氮膦配体(3); 3和铱配合物(［Ir(cod)Cl］₂)经络合反应以55%的收率制得两个新型手性膦噁唑啉铱络合物催化剂(1和2),其结构经¹H NMR, ¹³C NMR, ³¹P NMR和元素分析表征。考察了1和2对烯烃的不对称氢化反应的催化性能。结果表明：1具有较好的催化能力,收率＞92%,但催化剂的手性诱导能力较差(ee≤36%)。