新型手性N,P配体的合成及其在烯丙基化中的应用

以手性5,6,7,8-四氢-8-喹啉醇为原料合成了新型手性N,P配体, 并将该配体应用于钯催化的1,3-二苯基-2-烯丙基乙酸酯的不对称烯丙基化反应, 得到100%的取代产物, 对映体过量达到73% ee.     

钯催化不对称烯丙基化/去对称化反应合成无保护基的2-喹啉酮骨架环状氨基酸（英文）

作为一类重要的含氮杂环化合物, 3-氨基-2-二氢喹啉酮结构存在于一些药物和生物活性分子中.目前还没有手性催化的方法直接合成无保护基的此类结构.在过渡金属的催化作用下,乙烯基苯并噁嗪酮脱除一分子二氧化碳,生成的两性离子中间体可以参与多种反应合成含氮杂环化合物.我们设想乙烯基苯并噁嗪酮和2-氨基丙二酸酯直接发生不对称烯丙基化反应/去对称化反应,则可直接实现无保护基2-喹啉酮骨架环状氨基酸的手性合成.然而2-氨基丙二酸酯作为亲核试剂时,如何实现碳选择性进攻而不是固有的氮选择性进攻将成为此反应中一个重要挑战.本文通过钯催化的不对称烯丙基化/去对称化反应合成具有2-喹啉酮骨架的环状氨基酸.采用手性膦配体与钯作为催化剂,成功实现了乙烯基苯并噁嗪酮与2-氨基丙二酸酯的不对称α-烯丙基取代反应.随后无需提纯,烯丙基取代产物直接在三氟乙酸的作用下,发生分子内的去对称化内酰胺化反应,最终生成具有无保护基的2-喹啉酮骨架环状氨基酸产物.该催化方法反应条件温和,催化体系简单高效(钯催化剂负载量可降低至1 mol%,非对映选择性可高达15/1,对映选择性高达96%ee),并且具有良好的官能团兼容性.经盐酸处理...     

新型手性氢化喹啉唑啉配体的合成

以8-喹啉羧酸为原料,通过8-喹啉酰氯与手性氨基醇反应或8-喹啉羧酸乙酯与氨基醇的酯交换反应制得酰胺6a-c,再经Ni-Al合金催化还原、甲磺酸催化脱水关环,合成了新型手性氢化喹啉唑啉配体2a-c.在苯乙酮的不对称催化氢转移反应的初步研究中,使用2C与RuCl2(Cymene)]2形成的手性催化剂得到71%产率和44%的e.e值.     

发展高效的不对称Suzuki-Miyaura偶联反应及其合成应用

为解决不对称Suzuki-Miyaura交叉偶联反应中活性和选择性问题,我们设计并发展了一系列结构刚性的手性联芳基单膦配体.在发展高活性的大位阻交叉偶联反应方面,成功地实现了邻位四取代芳基芳基之间的Suzuki-Miyaura交叉偶联,并发展了官能团化的大位阻交叉偶联,在邻位二取代芳基溴苯与二级烷基硼酸之间的大位阻芳基烷基交叉偶联中也取得进展.在发展高立体选择性的交叉偶联反应方面,我们采用手性大位阻单膦配体和底物间次级作用相结合的设计理念,利用苯并噁唑啉酮辅基和芳基间的π-π作用,成功地发展了高立体选择性的邻位酰基化芳基芳基间不对称Suzuki-Miyaura偶联;利用极性基团双(2-氧代-3-噁唑烷基)次磷酰基(BOP)辅基和芳基间的极性π作用,成功地实现了应用性强的邻位氧基取代芳基芳基间高效不对称Suzuki-Miyaura偶联.最后我们首次将高效的不对称SuzukiMiyaura偶联方法学应用于天然产物合成,完成了手性联芳基天然产物Korupensamine A和Korupensamine B的高效不对称合成,并完成天然产物Michellamine B的立体选择性全合成.     

手性吡咯亚磷酰胺/Rh催化的1,1-双取代烯烃的不对称氢甲酰化反应

发展了一类吡咯取代的手性亚磷酰胺配体,并将其成功地应用于铑催化的1,1-双取代烯烃的不对称氢甲酰化反应,以优秀的区域选择性、良好的化学选择性和对映选择性(71%～86%ee)得到相应的手性直链醛,反应的转化数(TurnoverNumber,TON)值最高达到8900.该类催化剂容易制备且具有广泛的官能团兼容性,通过不对称氢甲酰化反应为手性α-烷基-β-甲酰基丙酸酯类化合物的合成提供了一类新的方法.     

含有手性BINAP基团的共轭微孔聚合材料应用于喹啉高效不对称氢化反应（英文）

喹啉不对称氢化反应是不对称氢化研究的重点之一.其氢化产物四氢喹啉不仅是重要的有机合成中间体,同时也是自然界中生物碱的结构单元和生物活性化合物.周永贵研究组首次报道了手性(R)-MeO-Biphep/Ir体系成功用于喹啉的不对称催化,取得了非常好的反应结果.随后他们对喹啉底物进行了拓展,包括拥有特殊取代基的喹啉衍生物,均取得了良好的反应结果.后来多个研究组对该反应进行了深入研究并开发出了多个不同手性膦配体的Ir催化体系.虽然喹啉不对称氢化反应取得了很大的发展,但是该均相反应体系只能在高的反应催化剂用量下才能实现好的结果.进一步研究发现手性配体与金属Ir络合后形成反应活性物种,但后者可发生二聚或三聚,生成的产物是不具有催化活性的,从而导致了反应体系需要高的催化剂的用量.为此人们做了大量研究.范青华研究组通过对BINAP基团上嫁接大空间位阻的枝状分子合成了一系列新的手性BINAP配体,在与Ir络合后,表现出远高于均相催化剂的反应活性,且可循环利用.在该体系中,大位阻的枝状分子起到了阻隔活性物种二聚、三聚的作用,因而提高了反应活性.后来周永贵研究组也尝试通过改变有机配体的方法来实现高的反应活性.他们选择改变手性双膦配体上P原子所连接有机配体的空间位阻来实现对活性物种多聚的控制.实验同样取得了很好的反应效果.对于均相反应体系,我们只能通过这种改变有机配体空间位阻的方式来降低活性物种多聚的可能性,那么如何彻底阻止这种多聚呢?非均相体系给我们提供了很好的研究思路,但如何将非均相体系引入到喹啉不对称氢化反应体系当中成为了难点.共轭微孔聚合物(CMPs)的发展使得手性催化体系很容易从均相转变到非均相.这种材料具有较高的比表面积和固定的开放孔道结构,可应用于非均相催化中.且制备相对容易.我们可以将手性双膦配体作为材料制备配体嫁接到CMPs材料当中.在这种材料当中,手性配体会以有序、空间分离的方式分布,在与Ir配合后应用于喹啉不对称氢化反应中,从而从根本上避免了活性物种多聚的可能因此反应活性提高.我们曾首次成功合成了一系列含有手性(R)-Binap基团的共轭微孔聚合材料-BINAP-CMPs,并将其用于β-酮酸酯的不对称氢化反应当中,取得了很好的催化效果.手性BINAP基团均匀、有序地分散于该材料中.我们尝试利用BINAP-CMPs固有的空间隔离效应,将其应用于喹啉的不对称氢化反应中,结果表明,在相同条件下,非均相BINAP-CMPs/Ir催化体系的TOF值是340 h–1,是均相BINAP/Ir体系(100 h–1)3倍,反应的对映体选择性与均相相当;另外该催化体系多循环利用次后仍可以保持高的反应活性.我们还发现材料结构性质对反应结果的影响很大,材料的比表面积和孔容更大反应结果更好.     

氮杂环卡宾催化烯酮与氰基查尔酮的[4+2]不对称环加成反应

报道了氮杂环卡宾催化烯酮与氰基查尔酮的[4+2]不对称环加成反应. 通过L-焦谷氨酸衍生的大位阻卡宾催化烯酮与氰基查尔酮反应,以良好的产率、良好的顺反选择性和优良的对映选择性得到相应的手性多取代二氢吡喃酮类化合物.     

一类新型手性单膦配体的合成及其在金催化不对称环加成反应的应用

正Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,4350~4354近十年来,手性金催化剂的应用越来越引起化学家们的重视,但如何高效地解决金催化的对映选择性的问题仍然是一个挑战.目前,适用于不对称金催化的配体一般是一些带有大位阻取代基的联苯类、螺环类的手性双膦配体,亚膦酰胺类配体以及一些手性卡宾配体.这些配体的具体合成步骤繁琐、难于修饰、价格昂贵的缺点.因此有必要发展一些简单,易于合成,具有多可调位点的新型手性配体.2010年,华东师范大学化学系张俊良课题组分别以     

四氮金属配合物仿生催化不对称氧化研究进展

非血红素四氮锰、铁配合物催化的不对称氧化反应是有机合成化学中的重要转化.这类催化剂通过模拟自然界中金属酶的结构与功能特点实现了高效的催化不对称氧化,成功地在产物分子中引入手性中心,从而构建出一类有潜在应用价值的化合物.在这些四氮配体的设计中, N,N’-二甲基-1,2-环己二胺、联吡咯和脯氨酸的衍生物是主要的二胺骨架,与吡啶、苯并咪唑侧基的不同组合可以制备出各种催化活性的仿生配合物.同时配体取代基的调整也会对不对称氧化反应产生巨大的影响.给电子基和大位阻羧酸效应显著提高了仿生催化不对称氧化反应的效率和对映选择性.我们综述了近年来非血红素锰、铁配合物催化不对称氧化反应的研究进展,主要包含N,N’-二甲基-1,2-环己二胺、联吡咯和脯氨酸的衍生物作为二胺骨架,吡啶和苯并咪唑作为侧基的四氮配合物的结构设计以及配体结构对不对称环氧化和C-H键氧化反应活性的影响,并对该领域的发展前景做出了展望.     

铜催化的立体选择性Doyle-Kirmse反应

以重氮化合物和烯丙基硫醚/炔丙基硫醚为反应底物,通过手性辅基和大位阻配体的不对称双诱导策略,高对映选择性地实现了经由铜卡宾产生硫叶立德的不对称[2,3]-σ重排反应(Doyle-Kirmse反应).脱除手性辅基后反应最高可以得到96%ee对映选择性.机理探究实验表明,反应很可能经历了自由的叶立德重排过程.该反应被进一步应用到含手性中心烯丙基硫醚的动力学拆分中.     

含有手性BINAP基团的共轭微孔聚合材料应用于喹啉高效不对称氢化反应

喹啉不对称氢化反应是不对称氢化研究的重点之一。其氢化产物四氢喹啉不仅是重要的有机合成中间体,同时也是自然界中生物碱的结构单元和生物活性化合物。周永贵研究组首次报道了手性(R)-MeO-Biphep/Ir体系成功用于喹啉的不对称催化,取得了非常好的反应结果。随后他们对喹啉底物进行了拓展,包括拥有特殊取代基的喹啉衍生物,均取得了良好的反应结果。后来多个研究组对该反应进行了深入研究并开发出了多个不同手性膦配体的Ir催化体系。虽然喹啉不对称氢化反应取得了很大的发展,但是该均相反应体系只能在高的反应催化剂用量下才能实现好的结果。进一步研究发现手性配体与金属Ir络合后形成反应活性物种,但后者可发生二聚或三聚,生成的产物是不具有催化活性的,从而导致了反应体系需要高的催化剂的用量。为此人们做了大量研究。范青华研究组通过对BINAP基团上嫁接大空间位阻的枝状分子合成了一系列新的手性BINAP配体,在与Ir络合后,表现出远高于均相催化剂的反应活性,且可循环利用。在该体系中,大位阻的枝状分子起到了阻隔活性物种二聚、三聚的作用,因而提高了反应活性。后来周永贵研究组也尝试通过改变有机配体的方法来实现高的反应活性。他们选择改变手性双膦配体上P原子所连接有机配体的空间位阻来实现对活性物种多聚的控制。实验同样取得了很好的反应效果。对于均相反应体系,我们只能通过这种改变有机配体空间位阻的方式来降低活性物种多聚的可能性,那么如何彻底阻止这种多聚呢？非均相体系给我们提供了很好的研究思路,但如何将非均相体系引入到喹啉不对称氢化反应体系当中成为了难点。
　　共轭微孔聚合物(CMPs)的发展使得手性催化体系很容易从均相转变到非均相。这种材料具有较高的比表面积和固定的开放孔道结构,可应用于非均相催化中。且制备相对容易。我们可以将手性双膦配体作为材料制备配体嫁接到CMPs材料当中。在这种材料当中,手性配体会以有序、空间分离的方式分布,在与Ir配合后应用于喹啉不对称氢化反应中,从而从根本上避免了活性物种多聚的可能因此反应活性提高。我们曾首次成功合成了一系列含有手性(R)-Binap基团的共轭微孔聚合材料-BINAP-CMPs,并将其用于β-酮酸酯的不对称氢化反应当中,取得了很好的催化效果。手性BINAP基团均匀、有序地分散于该材料中。我们尝试利用BINAP-CMPs固有的空间隔离效应,将其应用于喹啉的不对称氢化反应中,结果表明,在相同条件下,非均相BINAP-CMPs/Ir催化体系的TOF值是340 h–1,是均相BINAP/Ir体系(100 h–1)3倍,反应的对映体选择性与均相相当;另外该催化体系多循环利用次后仍可以保持高的反应活性。我们还发现材料结构性质对反应结果的影响很大,材料的比表面积和孔容更大反应结果更好。     

含金刚烷基团的新型手性单齿亚磷酸酯配体的合成及其在不对称1,4-共轭加成反应中的应用

以轴手性的BINOL/H8-BINOL(BINOL为联苯酚)和大位阻的金刚烷酰氯为原料,合成了系列新型手性单齿亚磷酸酯配体,并应用于Cu催化的二乙基锌对环烯酮的不对称1,4.共轭加成反应中.结果表明,配体结构中部分氢化的2,2'-(1,1'-联萘基)亚磷酸酯单元和金刚烷基团,有助于改善反应的对映选择性,对映选择性最高可...     

SDP配体在铑催化的Pauson-Khand反应中的应用

研究了SDP作为双膦配体与金属铑形成的手性催化剂在不对称Pauson-Khand反应中的催化活性和对映选择性, 并考察了影响反应活性和对映选择性的各种因素. 结果表明, SDP配体对铑催化的Pauson-Khand反应是一种有效的手性配体, 它与铑生成的手性催化剂能在1大气压的一氧化碳气氛中, 将一系列1,6-烯炔化合物转化为相应的双环戊烯酮, 反应的对映选择性较高. 在SDP配体中苯环上引入取代基导致反应的对映选择性降低, 但是当取代基为甲氧基时, 催化剂的活性得到明显提高. 溶剂实验表明1,2-二氯乙烷是理想的反应溶剂. 催化剂的阴离子对催化剂活性和对映选择性也有十分重要的影响, 采用六氟锑酸根时, 反应的对映选择性最高.     

亚磷酰胺配体在铱催化不对称氢化反应中的应用

亚磷酰胺化合物,作为一类"优势手性配体",经过近二十年的发展已经被证明可适用于不对称催化氢化、不对称催化烯丙基取代和不对称催化Diels-Alder反应等多种类型的不对称催化反应.以最具工业化前景的不对称催化氢化反应为切入点,综述了亚磷酰胺配体在铱催化烯酰胺及其衍生物、非官能团烯胺、亚胺及芳香杂环化合物的不对称氢化反应中的研究进展.     

含有喹啉-2-甲醇单元的光学纯固有手性杯[4]芳烃衍生物：合成与在二乙基锌对苯甲醛催化不对称加成中的应用

合成并表征了一系列由含有喹啉-2-甲醇单元的具有锥式或部分锥式构象的光学纯固有手性杯[4]芳烃衍生的新型N,O-型手性配体,并且研究了这些手性配体在二乙基锌对苯甲醛催化不对称加成反应中的应用,这是首例有关固有手性杯芳烃作为手性配体用于催化不对称合成.     

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.     

大位阻烯烃不对称环氧化合成手性环氧化合物

采用大位阻的有机锂试剂或格氏试剂与卤代烯烃偶联合成了7种大位阻取代烯烃. 以Oxone(KHSO₅)作为氧化剂, 分别在D-果糖衍生酮和(2S,5R)-2-异丙基-5-甲基环己酮为催化剂的催化下, 将合成的7种大位阻取代烯烃转变成了7个大位阻的手性环氧化合物. 其中以D-果糖衍生酮的对映选择性最好, 当双键碳上含有3个取代基时, 对映选择性最高, e.e.值为96.8%~99.5%. (2S, 5R)-2-异丙基-5-甲基环己酮的对映选择性较差, 无论是一取代的烯烃还是三取代的烯烃, 其e.e.值均介于25.6%~34.1%之间.     

手性1-芳基四氢异喹啉类衍生物的合成新方法

以1,2,3,4-四氢异喹啉为原料,先依次与二碳酸二叔丁酯、亚氯酸钠反应得到N-Boc-1,2,3,4-四氢-1-异喹啉酮,再和芳基格氏试剂反应得到分子内不对称还原胺化反应的底物,最后以ax-Josiphos为手性配体,[Ir(COD)Cl]₂为金属前体,在Ti(OⁱPr)₄和40%HBr溶液组成的催化体系中合成了8个手性1-芳基四氢异喹啉类化合物,其结构经¹H NMR和¹³C NMR表征。该路线提供了一种以廉价1,2,3,4-四氢异喹啉为原料高效合成手性1-芳基四氢异喹啉类衍生物的新方法,为索利那新等药物的合成提供了新路径。      

α-手性三级叠氮化合物的不对称催化合成新进展

α-手性叠氮化合物广泛应用于合成化学、药物化学和生命科学等领域.由于手性叠氮既可用于多样性合成手性胺衍生物及含氮杂环化合物,且叠氮基本身也是药效团,α-手性叠氮的高效合成对于药物研发十分重要.随着引入手性季碳来增加分子的三维立体性来改善生物活性和成药性成为药物设计研发的有效手段,发展具有氮杂季碳手性中心的α-手性三级叠氮的不对称催化合成新方法来促进药学研究十分必要.然而,由于叠氮基接近于直线的结构所带来的不利位阻效应,以及需要区分差异性较小的取代基来构建氮杂季碳手性中心的挑战性,高对映选择性的不对称催化方法较为匮乏.本综述旨在从含C—N3键化合物的不对称官能团化反应和通过C—N₃键形成的不对称叠氮化反应两种构建策略出发,介绍近五年不对称催化合成α-手性三级叠氮的研究进展.藉此对反应机理及优势与不足等进行分析讨论,为从事有机合成和药物化学相关的科研人员提供一些参考和启发.     

铜催化炔丙醇酯与β-羰基膦酸酯的不对称[3+2]环加成反应合成手性膦酰化2,3-二氢呋喃

手性2,3-二氢呋喃衍生物是一类重要的杂环化合物,广泛存在于天然产物和生物活性分子中.它们也经常被用于手性四氢呋喃化合物的不对称合成.因此,人们发展了很多合成手性2,3-二氢呋喃化合物的方法,如有机小分子催化的多米诺迈克尔-烷基化反应、“中断的”Feist-Bénary反应或改进的 Feist-Bénary反应.此外,过渡金属催化的手性2,3-二氢呋喃的不对称合成在近些年引起了人们的极大关注. Ozawa等通过 Pd-催化2,3-二氢呋喃的动力拆分方法获得了手性2-芳基-2,3-二氢呋喃. Evans发展了一种 Sc-催化联烯硅和乙醛酸乙酯的[3+2]环加成反应合成手性2,3-二氢呋喃的方法.最近, Fu和 Tang等发展了 Cu催化烯酮和重氮化合物的[4+1]环加成反应合成手性2,3-二氢呋喃的方法.在 Nishibayashi和 van Maarseveen的开创性工作之后, Cu催化的不对称炔丙基转化反应取得了很大的进展.最近,我们发展了一类新的三齿手性 P,N,N-配体,在 Cu催化不对称炔丙基取代、脱羧炔丙基取代、[3+2]、[3+3]和[4+2]环加成反应中表现出优秀的对映和非对映选择性.其中,我们发现采用 Cu催化炔丙醇酯和β-酮酯的[3+2]环加成反应,能高对映选择性地获得手性2,3-二氢呋喃.我们设想,采用β-羰基膦酸酯代替β-酮酯,通过这种 Cu催化[3+2]环加成反应,将可以合成一类具有重要生物活性的手性膦酰化2,3-二氢呋喃化合物.基于这种设想,本文使用手性 P,N,N-配体,通过 Cu催化炔丙醇酯与β-羰基膦酸酯的不对称[3+2]环加成反应,以很好的收率和最高92% ee的对映选择性获得了一系列光学活性的膦酰化2,3-二氢呋喃化合物.我们以炔丙醇酯1a与β-羰基膦酸酯2a为标准底物,优化了反应条件,考察了配体、Cu盐、碱和反应温度等对反应收率和对映选择性的影响.我们确定了最佳的反应条件：以4b为配体,以 Cu(OTf)2为铜盐,以t-BuOK为碱,以 MeOH为溶剂,–20oC反应24 h.在此条件下,我们对β-羰基磷酸酯2的适用范围进行了考察.结果表明,各种苯基取代的β-羰膦磷酸酯均能得到很好的收率和对映选择性.苯环上取代基的空间效应对反应的对映选择性影响不大,但对反应收率影响较大,与相应3-取代或4-取代底物相比较,2-取代的底物获得的收率较低.苯环对位取代基的电子效应对反应的影响不大,给电子基或吸电子基的底物,均得到了较好的收率和对映选择性.杂环取代的底物同样适用于该反应,以90%的收率和89% ee的对映选择性获得了相应的[3+2]环加成产物.对于烷基底物,虽然反应的产率略低,但是得到了高达92% ee的产物.此外,我们对炔丙醇酯底物的适用范围也进行了考察.结果表明,该体系对于各种取代的炔丙醇酯底物均可以获得较高的收率和良好的对映选择性.总之,本文发展了一种铜催化炔丙醇酯与β-羰基膦酸酯的不对称[3+2]环加成反应的方法,成功合成了手性膦酰化2,3-二氢呋喃化合物.通过使用一个结构刚性的酮亚胺三齿 P,N,N-配体,以很好的收率和最高92% ee的对映选择性获得了一系列光学活性的膦酰化2,3-二氢呋喃化合物.