亚甲胺叶立德参与的不对称1,3-偶极环加成构建含连续季碳中心的螺四氢吡咯衍生物

Cu(I)催化的亚甲胺叶立德和亚环丙基乙酸乙酯参与的不对称endo-1,3-偶极环加成反应,高效构建了多官能化、含有多个连续季碳中心的5-氮杂-[2,4]庚烷化合物.此反应具有广泛的底物适用性,α-取代的和α-非取代的亚甲胺叶立德和亚环丙基乙酸乙酯都能很好的参与反应,并以很高的产率、优秀的非对映选择性(95:5–98:2 d.r)和对映选择性(87%–98%ee)生成相应的在2,3,4位上含有连续季碳中心的螺四氢吡咯化合物.     

Cu(I)/TF-BiphamPhos催化下Azomethine Ylide参与的高效不对称1,3-偶极环加成反应

含多个手性中心的四氢吡咯环结构广泛存在于药物及天然产物中, 同时也是非常重要的有机合成中间体. 金属或有机小分子催化的Azomethine ylide和亲偶极体的不对称1,3-偶极环加成反应是合成该类化合物的一个简洁而高效的方法, 因而倍受人们的关注. 尽管不对称1,3-偶极环加成反应已有很多报道, 但存在的挑战性问题是底物的适用范围不广泛, 如还没有催化剂能够有效地解决非甘氨酸衍生的Azomethine ylide的1,3-偶极环加成反应. 武汉大学化学与分子科学学院王春江研究小组以Cu(I)/TF-BiphamPhos为手性催化剂实现了高效的endo-选择性(＞98∶＜2)和优秀的对映选择性(97%～99% ee)的不对称1,3-偶极环加成反应. 该催化体系具有催化效率高、适用底物范围广等优点, 尤其在非甘氨酸衍生的Azomethine ylide类底物上取得了到目前为止文献报道的最好结果.     

铟(I)/手性磷酸催化简单烯烃与β,γ-不饱和α-酮酸酯的不对称[4+2]环加成反应

报道了In（I）Cl/手性磷酸1a双酸体系催化的简单烯烃和β,γ-不饱和α-酮酸酯的不对称[4+2]环加成反应,可高产率、高选择性（最高99：1dr,99%ee）生成相应的exo-[4+2]环加成产物.InCl和磷酸的协同作用是反应成功的关键,单独使用InCl和磷酸都不能催化反应进行.     

铑和手性螺环磷酸协同催化α-芳基重氮酮对醇的O-H键的不对称插入反应

过渡金属催化卡宾对O-H键的不对称插入反应是合成手性醇及其衍生物的直接方法.近年来,人们发展了多种手性催化剂实现了重氮酯衍生的金属卡宾对醇、酚、羧酸甚至水的O-H键的高对映选择性插入反应,但是重氮酮作为卡宾前体的不对称O-H键插入反应鲜有成功的例子.以非手性双铑络合物和手性螺环磷酸组成的协同催化体系,首次实现了α-重氮酮对醇的O-H键的不对称插入反应,获得了较高的收率和高达95%ee的对映选择性.反应为手性α-烷氧基酮这类重要手性化合物提供了高效的合成方法.还通过密度泛函理论计算,对反应机理进行了初步研究,发现水很可能参与了手性磷酸促进的烯醇中间体质子转移过程.     

Au(I)/手性双功能叔胺催化实现的一锅法串联成烯/不对称环化反应构建螺环季碳氧化吲哚

研究报道了Au（I）/手性叔胺串联催化实现的一锅法不对称反应,实现从重氮氧化吲哚和氟代烯醇硅醚出发构建螺环季碳氧化吲哚.反应的第一步是3.0 mol% IPrAuBF₄催化的重氮氧化吲哚与单氟烯醇硅醚的交叉偶联反应,现场产生N-Ac保护的3-烯基氧化吲哚在手性叔胺-四方酸C1的催化下与N-Ts邻氨基查尔酮再发生不对称Michael/Michael反应,以中等到良好的产率以及对映选择性,>20：1的非对映选择性得到螺环季碳氧化吲哚.反应的关键一步是Au（I）催化的给体-受体类重氮化合物与三取代单氟烯醇硅醚的成烯化反应,高效构建三取代烯烃.     

手性Lewis酸催化硝酮与烯烃的1,3-偶极环加成反应

综述了近年来利用手性Lewis酸催化剂对映选择催化硝酮与1,2-二取代烯烃的1,3-偶极环加成反应的研究进展.     

Ming-Phos/铜催化的亚甲胺叶立德与硝基烯烃的不对称[3＋2]环加成反应

手性吡咯烷骨架是合成具有生物活性的化合物、天然产物、药物和催化剂的重要中间体,其高效的不对称合成方法是有机化学研究热点之一.该工作通过一类新型的Ming-Phos手性配体实现了铜催化的亚甲胺叶立德与硝基烯烃的不对称[3+2]环加成反应,以较好的非对映选择性和对映选择性合成了一系列手性吡咯烷类化合物（ee值高达98%,产率高达95%）.该方法具有反应条件温和、操作简单、底物普适性广以及配体合成简单易制备等众多优点.     

基于α-溴代酮的催化不对称合成3,3-螺环丙基吲哚酮和乙烯基环丙烷

在甲基化奎尼丁(20mol%)的催化下,分别实现了α-溴代酮与3-(取代亚甲基)吲哚酮和缺电子1,3-二烯的高度非对映选择性和对映选择性的环丙烷化反应,以46%~99%收率、高达98%ee和20∶1 dr生成相应的3,3-螺环丙基吲哚酮和乙烯基环丙烷.通过催化的氮叶立德策略,成功发展了一种用于上述手性化合物的简便合成方法.     

催化不对称[8+2]环加成反应构建环庚三烯并吡咯烷-3,3'-吲哚酮

设计了azaheptafulvenes作为偶极子与N-Boc-3-烯基吲哚酮反应,用来构建螺环[吡咯烷-3,3'-吲哚酮]衍生物.在1mol%手性氮氧-Ni(II)配合物催化剂条件下,该不对称[8+2]环加成反应以高的收率(90%~99%收率),好的非对映选择性(高达97∶3 dr)和优异的对映选择性(92%~99%ee)得到手性环庚三烯并螺环[吡咯烷-3,3'-吲哚酮]衍生物.     

硝酮1,3-偶极环加成对映选择性配合物催化剂的研究进展

近几年来，1，3-偶极环加成的对映选择性金属配合物催化反应得到了较多研究。人们研制出了一系列控制反应立体选择性的金属配合物催化剂，尤其是对硝酮和链烯烃反应，许多催化剂对Dies-Alder反应和1，3-偶极环加成反应同时具有较高的对映及非对映选择性。     

Cu(Ⅱ),Zn(Ⅱ)-手性二噁唑啉配合物催化硝酮与烯烃环加成反应立体选择性的理论研究

用理论计算方法研究了Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)-手性二恶唑啉络合物与N-苄基-α-乙氧酰基硝酮形成的反应前驱体与乙基乙烯基醚的1,3-偶极环加成反应过程.讨论了反应前驱体的前线轨道和优化的分子结构对环加成反应的速度和立体选择性的影响,对手性金属催化剂存在下的1,3-偶极环加成反应的立体选择性进行合理解释.还讨论了催化反应和非催化反应速度对反应立体选择性的影响.     

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.     

靛红衍生的硝酮与酮亚胺的不对称直接氮杂插烯Mannich反应

不对称直接插烯Mannich反应是一类高效构建手性δ-氨基-α,β-不饱和羰基化合物的方法,但这类反应主要局限于以γ-丁烯酸内酯及类似物和α,α-二氰基烯烃等作为亲核试剂前体,因此发展新的插烯亲核试剂尤为重要.本工作报道了一类从靛红衍生且含N-CH结构的硝酮化合物,由于氧化吲哚骨架的强吸电子效应能在温和碱性条件下生成氮杂二烯醇中间体,高效与靛红衍生的亚胺发生直接氮杂插烯Mannich反应.采用金鸡纳碱衍生的手性双功能叔胺硫脲催化剂,以高收率（70%～97%）、高立体选择性（83%～99% ee,>19∶1 dr）合成富官能团化并含相邻季碳-叔碳手性中心的硝酮化合物,且可进一步与缺电烯烃发生[3+2]偶极环加成反应构建含有氢化异噁唑环的吲哚螺环复杂骨架.这类靛红衍生的硝酮作为氮杂插烯亲核试剂可能在不对称合成中具有更为广阔的应用.     

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.     

手性N,O-配体/Cu(OAc)_2络合物催化亚甲胺叶立德与亚烷基丙二酸酯的exo-和对映选择性1,3-偶极环加成反应

手性吡咯烷结构在药物研究和有机催化等领域具有广泛的应用,为此不对称催化亚甲胺叶立德与活化烯烃的1,3-偶极环加成作为合成多取代手性吡咯烷类化合物的一种重要方法也得到了广泛的关注.     

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.     

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.     

通过不对称多组分反应高效构建手性磺酰胺类化合物

手性磺酰胺类化合物在新型药物方面研究中占据越来越重要的地位.我们成功地实现了磺酰胺、芳基重氮乙酸酯以及亚胺的不对称三组分反应.此反应给出了高达85%产率,以及优异的非对映选择性（d.r.>20：1）和对映选择性（最高可达99%ee）,为高效构建具有两个手性碳的光学纯磺酰胺类化合物提供了一种快速合成方法.我们将反应放大到了克级规模,并对三组分产物进一步衍生得到一种具有三个手性中心的光学纯含亚砜亚胺骨架的五元环化合物.反应的选择性通过过渡金属与手性磷酸协同催化控制.     

卡宾催化对亚甲基苯醌的不对称硼化反应的研究

使用商业化的手性三氮唑盐和联硼酸频哪醇酯[B₂(pin)₂],实现了N-杂环卡宾催化的对亚甲基苯醌的1,6-不对称硼加成反应.该反应条件温和,底物适用范围广,官能团耐受性好,且有良好的反应收率及对映选择性.值得注意的是,在无过渡金属存在下,即使催化剂用量降至底物的0.1 mol%,反应仍能保持高收率和高对映选择性.     

α，β-不饱和酰基取代的酰亚胺衍生物合成方法的研究

α,β-不饱和酰基取代的噁唑烷酮由于其分子中的β-二酮结构可以与手性金属催化剂形成配合物,使其与1,3-偶极试剂的环加成反应,并具有良好的立体选择性,因而被广泛应用于硝酮的不对称1,3-偶极环加成反应的研究中[1-4]。研究结果表明,具有β-二酮结构的缺电子烯烃与手性金属催化