三烯胺催化2,5-二烯酮的远端不对称Mannich反应

利用三烯胺机制活化环状2,5-二烯酮,对远端的不对称Mannich反应进行研究。用手性伯胺催化环状2,5-二烯酮原位生成三烯胺中间体,与苯甲醛和苯胺经三组分一锅法反应获得了7个新型的远端不对称Mannich加成产物,其结构经¹H NMR, ¹³C NMR和HR-MS(ESI)表征。在最佳反应条件下,收率达87%,对映选择性达78%。     

不对称三烯胺催化的发展

手性胺可以与多不饱和羰基化合物原位生成三烯胺中间体,其给电子效应根据插烯规则可通过共轭不饱和体系传递,进而提高三烯胺体系的HOMO能量,并能够在远端β,ε-或δ,ε-位与多种缺电子烯烃发生Diels-Alder环加成反应。采用这种合成策略,可以制备许多结构多样和复杂的环状手性化合物。这种策略除了能够高效地在羰基化合物远端直接实现官能团化,更重要的是ε-反应位点即使距离催化剂手性中心达七个键之远,仍能获得优秀的立体选择性控制,这在不对称合成中具有重要的研究价值。本文将总结近年来不对称三烯胺催化机制的发现及发展,重点介绍2,4-二烯醛、多种二烯酮、含羰基芳香化合物经由三烯胺、交叉共轭三烯胺或形式三烯胺进行的不对称反应,并对手性胺催化的进一步应用进行展望。     

亮点介绍

通过三烯胺机制催化2,4-二烯酮的不对称Diels-Alder反应Angew.Chem.Int.Ed.2012,51,4401～4404三烯胺(trienamine)机制作为新发展的一种有机胺催化模式,已经成功应用于通过HOMO-活化的不对称Diels-Alder反应中,然而仅有的几篇报道都局限于2,4-二烯醛底物.四川大学华西药学院     

HOMO活化的2-吡喃酮与2,5-二烯酮反电子需求的不对称Diels-Alder反应

2-吡喃酮的不对称Diels-Alder（DA）反应可以高效、高立体选择性地构建多官能团化的双环内酯手性骨架.目前贫电子的2-吡喃酮多依赖于手性Lewis酸通过降低LUMO能量与富电子烯烃发生反电子需求环加成反应,活化机制相对单一,因此发展新的活化模式合成此类骨架尤为重要.报道了在金鸡纳碱衍生的伯胺作用下,环状2,5-二烯酮能形成延伸型三烯胺中间体,从而活化远端δ,e-双键,与3-甲氧羰基-2-吡喃酮发生反电子需求不对称DA反应.该方法能够以中等到良好的收率（46%～82%）、优异立体选择性（93%～99%ee,>19∶1 dr）高效构建含有多个连续手性中心的双环内酯化合物.通过内酯醇解开环,能高收率进一步转化为手性环己烯醇化合物.我们发展的经HOMO活化的不对称反电子需求DA反应可以为构建手性双环内酯骨架提供一种较为实用的新方法.     

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.     

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.     

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.     

手性胺有机小分子不对称催化的研究进展

扼要综述了有机手性胺催化在过去十年中的发展,列举了具有代表性的活化模式(如仲胺催化的活化模式)、催化剂(如手性叔胺有机催化剂)和反应类型(如分子内Aldol环化反应,分子间Aldol缩合反应,Lewis酸活化羰基化合物机制,手性胺催化等),并提出了该领域新的研究方向.手性胺不对称催化在手性合成中具有广阔的应用前景.     

利用双催化策略实现烯烃的不对称自由基胺-三氟甲基化反应

正J.Am.Chem.Soc.2016,138,9357~9360由于含手性的三氟甲基杂环化合物在医药、农药和材料发展中作用日趋重要,因此急需大力发展不对称催化方法来合成这些化合物.南方科技大学化学系刘心元课题组在前期已经实现了消旋的烯烃分子内胺-三氟甲基化反应的基础上,首次报道了利用Cu(I)和手性磷酸双催化策略来直接实现烯烃分子内的不对称自由基胺-三氟甲基化反     

胺甲酰氟促进的镍催化非活化烯烃的不对称胺甲酰基-芳基化反应

过渡金属催化烯烃的不对称双碳官能团化反应提供了一种快速构建手性化合物的简便方法,近年来备受化学研究者们的关注[1].目前主要的研究思路是通过设计含苯环的底物现场生成芳基金属物种,来进行不活泼烯烃的分子内不对称双官能团化反应.对于含有非苯并底物的非活化烯烃的不对称双碳官能团化反应来实现季碳手性中心的构建,已报道的仅有少数通过酰基金属中间体的策略[2-4].2010年,Takemoto等[2]报道了一例钯催化烯烃和胺甲酰氰的不对称胺酰基氰化反应来构建季碳手性中心。     

手性有机小分子催化的最新进展*

手性有机小分子催化是近年来不对称催化领域发展起来的一个研究热点。手性有机小分子催化具有反应条件温和,环境友好,催化剂易于回收利用等优点,符合绿色化学的要求。本文根据手性有机催化剂活化模式的不同,从烯胺催化、亚胺催化、氢键活化、卡宾催化、相转移催化以及光化学等方面对近年来的有机小分子催化的进展,特别是中国学者的工作做一简要评述。重点通过对不同催化体系下催化剂和反应底物之间立体效应和电子效应的考察,发现控制反应立体选择性以及活化惰性底物的规律,进而设计更加高效的手性有机小分子催化剂,完善和拓展有机小分子催化的不对称合成。     

亮点介绍

<正>伯胺催化和光催化协同构建β-羰基类化合物α-全碳季碳手性中心J.Am.Chem.Soc.2014,136,14642~14645构建非环体系的全碳季碳中心一直是不对称合成领域具有挑战性的课题.羰基α-位手性季碳中心的构建主要是通过烯醇或烯胺中间体的亲电取代策略实现,但在底物的范围和催化体系的适用性等方面都具有很大的局限性.尤其对于链状β-羰基类化合物,因其空间自由度和位阻等因素,构建α-位全碳季碳中心尤为困难.中国科学院化学研究所罗三中课题组将仿生伯叔二胺催化剂与光催化相结合,高产率高选择性地实现羰基α-位全碳季碳中心的构筑.     

C1-对称手性氮杂环卡宾(NHC)配体的不对称合成及其催化性能研究

以喹啉醛与芳胺化合物的不对称还原胺化为关键步骤,设计合成了一类C₁-对称且兼具手性并环与大位阻N-取代基两种优势结构单元的手性氮杂环卡宾配体.进一步以钯催化的分子内α-芳基化反应和铜催化的功能化烯烃质子硼化反应为模型反应,详细研究了该类配体的结构与催化性能的关系,发现四氢喹啉骨架上的8-位取代基以及大位阻手性N-取代基均对提升配体的手性诱导能力具有重要作用.     

手性联萘胺衍生物为配体的铜络合物催化下某些烯烃的不对称环丙烷化反应

以1,1'-联萘-2,2'-二胺为手性源合成了8对16种光活性铜络合物,考察了它们对1,1-二苯乙烯、苯乙烯和2,5-二甲基-2,4-己二烯等3种烯烃的不对称环丙烷化反应的光学诱导活性.结果表明,以旋光活性联萘胺同水杨醛及2-羟基萘甲醛缩合而得到的Schiff碱为配体的铜络合物的催化效果最佳.催化剂对2,5-二甲基-2,4-己二烯的催化效果优于其它两种烯烃.     

铜/手性磷酸催化烯烃不对称自由基胺芳基化

含β-芳基/α-季碳中心的吡咯烷是一类重要的手性吡咯烷类化合物.目前该类化合物的不对称合成主要是通过钯催化含氮烯烃底物与各类芳基前体的不对称胺芳基化反应来实现的.在这里报道了一种反应机理不同于上述反应的不对称胺芳基化新方法.利用本课题组之前发展的一价铜/手性磷酸组成的金属手性阴离子单电子催化体系成功实现了含氮烯烃底物与芳基重氮盐的不对称自由基的胺芳基化反应,以中等收率和中等至良好的对映选择性得到含β-芳基/α-季碳中心的吡咯烷类化合物.     

多功能手性膦催化活泼烯烃的不对称分子间Rauhut-Currier反应

研究实现了多功能手性膦催化的3-芳酰基丙烯酸酯和烯酮的不对称分子间Rauhut-Currier反应,为多羰基手性化合物的构建提供了一种新方法.在使用（S,R_S）-X8作为催化剂和甲苯作为溶剂的条件下,一系列含有不同取代基团的3-芳酰基丙烯酸酯和烯酮均可顺利地发生不对称Rauhut-Currier反应,从而高产率且高对映选择性地生成相应的产物.对照实验表明多功能手性膦催化剂中的N-H键对反应的对映选择性的控制起到了至关重要的作用;膦谱监测实验结果表明手性膦催化剂对烯酮的Michael加成是该反应的启动步骤.     

氮杂环卡宾催化烯酮与N-酰基偶氮化合物的[4＋2]环加成反应

烯酮的不对称环加成反应是合成手性杂环化合物的高效方法．近来,中国科学院化学研究所叶松等发展了手性氮杂环卡宾（NHC）催化的烯酮的不对称环加成反应新方法,实现了烯酮分别与亚胺、醛及仅肛不饱和酮反应,     

不对称有机催化MBH碳酸酯与噻唑基烯酮的[1+4]环化反应构建含有噻唑骨架的手性二氢呋喃衍生物

发展了一种手性有机膦催化的Morita-Baylis-Hillman(MBH)碳酸酯与1-芳基-3-(5-噻唑基)-2-丙烯-1-酮的不对称[1+4]环化反应, 用于不对称合成含有噻唑骨架的手性二氢呋喃衍生物. 该反应的产率为49%~96%, 对映选择性(e.e.)为92%~99%, 非对映选择性(d.r.)从6∶1至高于20∶1. 该研究拓展了手性有机膦催化体系的应用范围, 同时为高效构建含有噻唑和二氢呋喃2种结构单元的手性杂环化合物提供了良好的催化策略.     

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.     

Cu-催化炔丙醇酯与β-酮酸酯的不对称[3+2]环加成反应合成手性2,3-二氢呋喃化合物

正手性2,3-二氢呋喃骨架广泛存在于天然产物和药物中,因此不对称构建这些手性骨架具有十分重要的意义.但利用不对称催化的方法来合成手性2,3-二氢呋喃类化合物仍然是一项极具挑战性的工作,特别是手性2-亚甲基-2,3-二氢呋喃类化合物的不对称合成,目前尚未有文献报道.中国科学院大连化学物理研究所胡向平课题组通过发展新