螺烯及其衍生物在不对称催化中的应用

螺烯是一类由多个芳(杂)环邻位稠合而成的具有螺旋手性的π共轭分子.与其他类型手性催化剂相比,螺烯类催化剂的研究起步晚、发展慢,但是由于螺烯分子具有刚性强、热稳定性好、易于衍生化、手性空间独特等特点,近年来螺烯作为手性催化剂在不对称合成中的应用研究引起了人们越来越多的关注与兴趣.根据螺烯在不对称催化反应中承担的角色不同,从螺烯作为手性诱导试剂、手性配体与有机小分子催化剂三方面综述螺烯类催化剂在不对称催化合成中的应用研究进展.     

从碳中心到硅中心:手性螺环双膦配体研究的发展

手性螺环配体和催化剂已被公认是一类优势手性配体和催化剂。手性螺环配体的相关研究，促进了不对称催化领域的发展。根据螺环骨架类型进行分类，分别讨论具有螺[4.4]壬烷骨架、螺二氢茚骨架、螺[4.4]壬二烯骨架以及螺二色烷骨架的手性螺环双膦配体的合成及在不对称催化反应中的应用，为今后发展新的不对称催化体系提供了重要参考。     

手性螺环配体的合成及其在不对称催化反应中的应用研究进展

手性螺环配体的合成及其在不对称催化反应中的应用是不对称合成和催化研究中重要的研究领域之一, 一些手性螺环配体被合成出来并成功地应用于不对称催化反应中. 综述了近十年来手性螺环配体的合成及在不对称催化反应中的应用研究进展.     

1,1'-螺二氢茚-7,7'-二酚(SPINOL)及类似物中螺环骨架的构建方法

1,1'-螺二氢茚骨架是在21世纪初发展起来的一类新型手性配体或催化剂的骨架,具有C2对称性,以及刚性强、稳定性高、易于修饰等特点.周其林等将手性1,1'-螺二氢茚-7,7'-二酚(SPINOL)发展为一系列螺环配体及催化剂,在催化不对称合成领域获得了巨大的成功.1,1'-螺二氢茚骨架的配体及催化剂被认为是为数不多的"优势手性配体和催化剂".尽管催化的不对称合成已经出现,目前方法得到的SPINOL及类似物多为外消旋体,需要进行费力的手性拆分.合成和拆分步骤繁琐的局限性对其大规模生产形成了阻碍.因此,如何从廉价易得的原料出发,发展相应手性螺环骨架配体的高效、不对称催化合成新方法,是非常迫切而且具有挑战性的课题.总结了最近20年SPINOL及螺环骨架类似化合物的合成方法,包括含杂原子的螺环骨架,希望能对配体或催化剂用途的螺环骨架的构建有所启发.     

手性磷-烯配体在不对称催化领域的研究进展

手性磷-烯配体在不对称催化反应中的应用近年来受到化学家们的关注,已经成为一个热门的研究领域.磷-烯配体作为一类新兴杂化烯烃配体,将具有强配位能力的磷原子与配位方式特殊但配位能力相对较弱的碳-碳双键结合在一起,兼具了部分手性膦配体和手性双烯配体的优点,在一些过渡金属如铑、钯、铱等催化的不对称反应中表现出独特的催化性能,不但能高效催化反应,而且能取得优异的对映选择性.本文综述了自2004年首例磷-烯配体的合成及应用报道以来该领域的研究进展,对过去十几年中发展的各种手性磷-烯配体的结构特征、合成方法以及它们在不同催化不对称反应中的应用进行了分类概括,期望为未来进一步拓展手性烯烃配体的类型和应用提供思考和方向.     

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.     

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.     

新型手性螺环双酚的合成及其拆分研究

含手性配体的过渡金属络合物是不对称催化反应中的一类重要催化剂,手性配体的设计合成是不对称催化研究的关键,我们实验室一直致力于新型手性配体骨架结构的设计合成.最近,我们报道了一类螺二氢茚手性骨架结构,发现含螺二氢茚骨架的手性单膦和双膦配体在不对称催化氢化等反应中具有极高的催化活性和对映选择性.为了研究另一类手性螺环骨架结构--螺二芴,我们设计合成了螺环双酚1.在螺环双酚化合物1的合成中,我们采用了连续关环的策略,这不仅克服了构筑螺二芴结构经典方法产率底的弊端[1],而且也使得合成路线大为缩短.接着,我们对螺环双酚1进行了拆分研究,发现酒石酸二酰胺可以选择性地与螺环双酚1的一个对映异构体形成包结络合物[2].通过包结络合物的单晶结构分析,我们还对拆分机制进行了初步探讨.对映体纯螺环双酚化合物1的合成为研究以螺二芴为骨架的手性配体奠定了的基础,有关这类配体的合成及其在不对称催化反应中的应用研究正在进行中.     

二芳基脯氨醇衍生物催化的硝基烯参与的多组分不对称串联合成研究进展

硝基烯是一类重要的有机合成子,以硝基烯烃为原料,二芳基脯氨醇衍生物催化的多组分不对称串联反应是构建复杂手性化合物的重要方法,被广泛应用于有机合成和新药开发领域.根据构建的目标化合物类型,较全面地总结了基于二芳基脯氨醇衍生物催化、硝基烯为合成子的多组分不对称串联反应的合成研究,从反应的催化剂体系、反应机理、实验结果、反应优点、存在的问题和局限性等方面进行介绍,并对今后的发展做出展望.     

碳水化合物含磷配体在不对称催化中的应用*

糖类化合物价廉易得,具有天然手性结构,糖环上的多个羟基经过修饰,可以连接多种官能团。近年来手性糖类化合物的合成与应用研究引起了人们的广泛关注,尤其是在不对称合成和催化中的应用研究已成为有机化学中非常活跃的领域。碳水化合物含磷手性配体在不对称催化反应中的应用研究进展十分迅速,本文综述了近年来碳水化合物含磷手性配体与金属形成络合物作为催化剂,在不对称催化氢化、不对称烯丙位取代和不对称氢甲酰化等反应中的研究进展。     

酒石酸二乙酯衍生的手性螺硼酸酯与Grignard试剂的反应

先前,我们报道了具有O3BN构架的手性螺硼酸酯催化的前手性酮、肟醚、亚胺的不对称硼烷还原反应[1-3].为了拓宽此类化合物在不对称合成中的应用范围,我们考察了手性螺硼酸酯与格氏试剂的反应.首次发现:具有O3BN构架的手性螺硼酸酯易于发生B-烃基化反应给出三配位的手性烃基硼酸酯,这就为不对称同系化反应、不对称Suzuki偶联反应等奠定了材料基础.四配位的螯合硼酸酯与格氏试剂反应的研究文献中迄今未见报道.在这篇论文中,我们将初步报告手性螺硼酸酯的这一新反应.     

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.     

手性芳基邻二醇的不对称合成

具有特定功能基团的手性芳基邻二醇是许多具有特殊功能的药物、农药和信息素的重要中间体,近年来手性芳基邻二醇类化合物的合成与应用研究引起了人们的广泛关注。本文从生物催化不对称合成和化学催化不对称合成两方面综述了近年来手性芳基邻二醇的合成进展,概述了前手性底物上取代基的电子效应和空间效应、手性催化剂的种类和反应体系等因素对合成手性芳基邻二醇产率及光学活性的影响,并对手性芳基邻二醇不对称合成的发展趋势进行了展望。     

氢键活化的硝基烯参与的多组分不对称串联合成研究进展

有机催化多组分不对称串联反应是构建复杂手性化合物的最有效方法之一,双功能手性催化剂是一类重要的单分子双活化有机小分子催化剂,能同时对多个反应底物进行氢键活化,实现多个新键的形成和多个手性中心的立体选择性控制.基于双功能催化剂氢键活化的硝基烯是一类重要的有机反应合成子,能参与多种有机小分子催化的串联反应.对硝基烯参与的多组分不对称串联反应,根据双功能催化剂的结构特征,从双功能硫脲-胺催化、双功能方酰胺-胺催化、其它双功能催化剂催化三个方面进行文献综述.从反应类型、反应机理、反应特点及应用等方面进行了系统地阐述,并对该领域的研究应用和发展前景进行了展望.     

聚合物负载的手性联二萘酚的合成及其在不对称催化中的应用进展

作为一种有机配体, 手性1,1'-联二萘酚(BINOL)被广泛应用于过渡金属催化的均相不对称有机反应. 为克服均相催化剂不易回收重复使用等缺陷, 人们深入研究了聚合物负载手性BINOL催化剂的方法. 总结了近年来聚合物负载手性BINOL催化剂的合成及其在不对称有机催化中的应用, 并对负载型BINOL催化剂进行了展望.     

手性烯丙基硅烷的催化对映选择性合成（英文）

手性烯丙基硅烷作为多功能试剂被广泛应用于不对称合成中,因而,发展高效的方法构建该类化合物受到了大家的广泛关注.伴随着不对称催化领域的快速发展,催化不对称合成手性烯丙基硅烷已经取得了重要的进展.详细总结了手性烯丙基硅烷催化不对称合成的进展,并展示了其在有机合成中的应用.     

钯催化二烯和烯炔的不对称氢官能团化反应的研究进展

不对称η³-取代反应在有机合成及转化中具有重要的地位,广泛应用于天然产物及药物分子合成中.利用钯催化实现不饱和烃的不对称氢官能团化反应,因其广泛的底物普适性、高的原子经济性和立体选择性控制效果而受到诸多关注,也成为近年来该领域研究的热点.其中,相对于联烯和炔烃底物来说,钯催化的二烯和烯炔的不对称氢官能团化反应研究尚少,近年来才开始快速发展,实现了许多重要突破,并逐步发展成为一类具有高合成价值的策略.本文主要综述了自2020年以来该领域的最新研究进展,从共轭二烯、远程二烯及共轭烯炔等类型的底物出发,总结和概述了相关的研究现状、策略应用和反应机理.     

手性伯胺作为有机催化剂对亚胺的不对称反应研究进展

在不对称有机催化领域,手性伯胺化合物是一类特别的有机小分子催化剂.作为手性仲胺催化剂的补充,它可以与羰基化合物形成烯胺或者亚胺盐活性中间体来催化各类不对称反应,在许多不对称转化中具有高对映选择性.对亚胺化合物(包括反应过程中涉及到的亚胺中间体)的碳氮双键官能团的不对称1,2加成,是获得α位手性含氮化合物的有效手段.近年来手性伯胺催化剂对亚胺的高对映选择性的不对称反应取得了一定的进展,因此对这一领域进行了综述和展望.     

新的二茂铁基氮杂环丙醇类手性配体的合成及其在醛的不对称烷基化反应中的应用

不对称催化合成是现代有机化学中最为活跃的研究领域之一.不对称催化的核心问题是手性催化剂的设计与合成,而绝大多数手性催化剂是由中心金属和手性配体组成的,因此手性配体的设计与合成是实现不对称催化的关键.近年来,以二茂铁为骨架的手性化合物作为一类重要的手性配体引起了化学家们极大的兴趣[1,2],这是由二茂铁的大体积、刚性结构、易衍生等特点所决定的[3].本文报道了一系列含有二茂铁基的氮杂环丙醇手性配体的合成及其在醛的不对称烷基化反应中的应用.以便宜、易得的L-丝氨酸1为原料,经过酯化、缩合、还原氨化、关环,最后与四氢锂铝或格氏试剂反应生成手性配体5a～5j.将手性配体用于催化二乙基锌与芳香醛的不对称加成反应,在最佳条件下,手性配体5j给出产物的ee值和化学产率分别高达98.8%和98%.这些配体在其他的不对称催化反应中的应用正在考察之中.     

神奇的手性螺环配体

过渡金属参与的不对称催化反应是有机合成化学研究的前沿和热点. 寻找和发现新颖配体骨架并开展新型高效的手性配体及催化剂的设计合成是不对称催化反应研究的核心内容. 从20世纪90年代,特别是进入21世纪以来,螺环骨架手性配体受到了广泛的关注,并逐渐发展成为特色鲜明的手性配体类别. 手性螺环配体的骨架已由多手性的螺[4.4]壬烷骨架发展到只具有单一手性的螺二氢茚和螺[4.4]壬二烯等螺环骨架类型,形成了包括手性螺环单磷配体、双膦配体、膦氮配体、双氮配体等丰富的手性配体库. 这些手性螺环配体及其催化剂不仅在不对称催化氢化、不对称碳―碳键形成、不对称碳―杂原子键形成等多种类型的不对称催化反应中均表现出优异的催化活性和对映选择性,且使得许多原先难以控制对映选择性的不对称催化反应变得可能. 而今,手性螺环结构已成为“优势结构”,相应的手性螺环配体及其催化剂已被国内外同行广泛采用. 手性螺环配体的兴起为手性催化剂研究增加了活力,极大地促进了不对称合成化学的发展. 今后,手性螺环配体的研究除了将向新型、高效、高选择性手性配体及催化剂方向发展外,将其应用于新的不对称催化反应的对映选择性控制、以及应用于手性天然产物和药物的高效不对称合成将成为新的研究热点.