三乙胺促进的环丙烯酮和α-卤代异羟肟酸酯的环化反应合成多取代6H-1,3-噁嗪-6-酮

利用环丙烯酮同时具有亲核性、亲电性以及易发生开环反应的特点,实现了三乙胺促进的环丙烯酮和α-卤代异羟肟酸酯类化合物的[3+3]环加成反应,快速构筑了6H-1,3-噁嗪-6-酮骨架,为噁嗪酮类化合物的合成提供了新的思路.该反应在无金属和温和条件下显示出良好的收率和官能团耐受性,同时适合克级规模制备.     

缬氨醇衍生的手性二茂铁亚胺环钯化合物的合成及晶体结构

含氮配位基团的二茂铁衍生物的环钯化合物在有机合成、催化等领或有着重要的应用,尽管目前已经合成了从多的二茂铁环钯化合物,但其中绝大部分为外消旋体。二茂铁是引入平面手性的理想骨架,通过经典的拆分方法或利用光学纯的二茂铁配体进行不对称环钯化反应可得到具有平面手性的二茂铁环钯化合物,研究发现,利用平面手性的二茂铁环钯化合物与金属汞嘲、锡等的金属转移反应可方便地制备平面构型保持的手性环汞、环锡化合物;还可将它们用于外消旋氨基酸的手性拆分及催化不对称Claisen重排反应（ee值最高可达95％）。     

利用甘露醇骨架和Pauson-Khand反应合成光学纯的C2轴对称性多环酮类结构

以D-甘露醇转化得到的骨架为支架经Pauson-Khand反应成功实现了高度区域和立体选择性地合成具有C2对称性的多官能团的多环手性化合物1,并采用核磁共振和X单晶衍射等分析方法对化合物1的结构进行了讨论.     

手性双提蓝钴卟啉配合物催化二氧化碳对环氧的不对称环加成（英文）

绿色化学是当今化学科学研究的前沿领域.仿生催化是绿色合成技术和方法学研究的一个重要方面.生物质和酶分子在酶催化转化过程中的"构-效"关系可以通过仿生催化进行模拟研究.CO_2作为温室气体的主要成分是造成全球气候变暖的主要因素,但它同时也是C1化学的重要原料.利用CO_2与有机环氧化合物通过偶联反应制备有机环碳酸酯或聚碳酸酯则是CO_2化学研究的热点之一,并已经取得了长足的进步.但是运用手性催化剂对此反应进行不对称环加成得到手性环碳酸酯的研究不多.本文首次设计并合成了具有双提篮结构的手性钴卟啉螯合物.其中的提篮部分由手性联萘酚(S或R)和L-苯丙氨酸组成,从卟啉骨架的meso位引入,首先制备了两种手性结构的自由卟啉配体(6a,7a);然后与醋酸钴反应得到两种二价钴卟啉手性配合物(6b,7b),加入醋酸后,通过空气氧化得到三价钴卟啉手性催化剂(6c,7c).采用紫外、红外光谱、质谱和核磁共振(包括二维NMR)等技术对得到的卟啉中间化合物、配合物和催化剂进行了详细的表征,确定了化合物的结构.将得到的三价钴卟啉配合物作为手性催化剂用于CO_2和环氧化合物的不对称环加成反应.结果表明,提篮的手性基团对小分子的环氧化合物环氧丙烷具有手性选择性,在低温-20°C下,可以得到大于50%的ee值.同时由于提篮与卟啉平面空间的有限性,导致分子体积较大的环氧化合物与CO_2的反应很慢,也没有发现其对环碳酸酯的对映选择性.我们相信本工作对于合成手性卟啉分子及其在不对称催化中的应用具有一定的意义.     

含有磺酰基的苯乙烯型轴手性化合物的不对称合成

正J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 7056～7060轴手性骨架存在于许多重要的生物活性大分子中,并且是许多手性催化剂、手性配体的核心组成部分.在大家熟知的轴手性化合物中,绝大多数具有联芳基骨架,而苯乙烯型轴手性化合物作为一种结构新颖的轴手性骨架自1991年被Kawabata等提出后鲜有报道,主要原因在于苯乙烯型轴手性化合物中C—C键轴的旋转能垒较低,易消旋     

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.     

脯氨酸衍生的胺基吡啶四氮锰配合物催化双氧水参与的烯烃不对称环氧化反应（英文）

自然界中存在许多的金属酶,它们参与促进各种各样的氧化反应,例如羟化反应,环氧化反应等.金属酶催化的反应具有催化效率高、反应条件温和、选择性高等优点.受大自然中的金属酶结构及其性质的启发,人们提出了仿生催化氧化的理念,并开始对金属酶进行模拟,致力于发展清洁氧化的反应方式.在过去的几十年中,科学家们设计合成了一系列仿生金属配合物催化剂.例如,利用非手性的乙二胺骨架设计合成出四齿氮配体MEP(N,N'-dimethylN,N'-bis(2-pyridinylmethyl)ethane-1,2-diamine),将其制备成相应的铁配合物催化剂,该铁催化剂可以很好的实现脂肪族烯烃的环氧化,产率高达90%.2003年,Stack小组首次报道了利用手性N,N-二甲基环己二胺骨架衍生的四齿氮配体金属配合物Mn-MCP-(OTf)2(MCP=N,N-dimethyl-N,N-bis(2-pyridylmethyl)cyclohexane-trans-1,2-diamine)催化的不对称环氧化反应.该反应的对映选择性仅仅为10%.因此,发展新型手性四氮配体金属配合物,用于高产率、高对映选择性的不对称环氧化反应,值得进行深入研究.近年来发展的一些含手性二胺骨架的四齿氮配体,例如PDP(2-[[2-(1-(pyridin-2-ylmethyl)-pyrrolidin-2-yl)pyrrolidin-1-yl]methyl]pyridine),被应用到不对称环氧化反应中,但是其手性二胺骨架为联吡咯,价格昂贵,难以制备.这在很大程度上限制了其在不对称合成中的实际应用.因此,利用一些易于合成的手性二胺骨架,发展结构新颖、催化性能优良的四氮金属配合物,成为实现高效、高选择性不对称环氧化反应的关键.在之前的工作基础上,本文以简单易得、价格低廉的天然氨基酸——L-脯氨酸为起始原料,选取吡啶环和含取代基的吡啶环作为侧基氮供体,制备了三种手性四齿氮配体.随后,我们利用新发展的手性四齿氮配体,合成了相应的锰配合物,并且分别将其运用于烯烃不对称环氧化反应中,仔细评估了这些锰金属配合物的催化性能.建立了以0.2 mol%的锰配合物为催化剂,0.5当量的2,2-二甲基丁酸为添加剂,30%双氧水为氧化剂,反应温度为–30 oC,乙腈为溶剂的催化不对称环氧化反应体系.反应结果显示:该催化剂催化的不对称环氧化反应底物适用性广泛,其中苯乙烯、苯并吡喃、烯酰胺等化合物均可以被成功地转化为相应的环氧化物,得到中等至优异的对映选择性(产率最高可达95%,对映选择性最高可达99%).     

轴手性萘基吲哚骨架的设计和对映选择性构建

正Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,116~121轴手性的联二芳基骨架不仅存在于许多天然产物和生物活性分子中,而且还是许多重要手性催化剂的核心骨架.该类轴手性骨架的催化不对称构建存在着一些挑战性问题.例如,大部分反应的催化体系都采用金属/手性配体,手性有机小分子催化的反应很少;构建的轴手性联二芳基骨架主要局限于联苯、联萘、苯基萘等,而含有杂芳环的     

Phainanoids的4,5-螺环骨架的合成探索

本工作报道了用铑（I）催化芳基化环化反应和芳香亲核取代反应为关键步骤,合成天然产物Phainanoids的4,5-螺环骨架的探索.从已知化合物1出发,经过结构修饰得到炔酮5,在铑（I）催化条件下,与苯硼酸发生芳基化环化反应,构建了多取代环丁烯6.随后经过羟基保护和臭氧解反应得到α-烷氧基环丁酮8,其与格氏试剂9发生加成反应得到环丁醇10.最后在碱性条件下发生芳香亲核取代反应,在酸性条件下脱除乙氧基甲基（ethoxymethyl,EOM）和缩酮保护基,得到了4,5-螺环骨架结构18.格氏试剂9与邻烷氧基环丁酮8未能按照Cram's chelation模型进行与天然产物Phainanoids中螺环手性中心一致的立体选择性加成.综合文献报道和相关实验,可能的原因是：邻烷氧基环丁酮8的相对刚性结构,增加了镁离子与羰基氧原子和邻位烷氧基螯合过渡态的能垒;以及格氏试剂9中的氟原子与镁离子发生分子内螯合,抑制了镁离子与羰基邻位的烷氧基的螯合作用.     

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.     

手性环丙烯构建策略用于对映选择性合成偕二氟亚甲基三元环化合物

作为最小的不饱和环状分子,环丙烯独特的刚性结构和多变的反应活性吸引了化学家的研究兴趣.自1922年Demjanov[1]报道了环丙烯化合物的首例合成以来,现已发展了一系列环丙烯的合成方法.手性环丙烯的合成是通过炔烃和重氮化合物的[2+1]不对称环加成反应.根据底物的不同,这些不对称环加成反应可以分为四类:(a)末端炔烃和单取代重氮化合物的反应,(b)末端炔烃和双取代重氮化合物的反应,(c)非末端炔烃和双取代重氮化合物的反应,(d)非末端炔烃和单取代重氮化合物的反应.在这四类反应中,末端炔烃和单取代重氮化合物的不对称反应相对容易进行.1992年,Doyle和Müller等[2]报道了手性铑催化剂[Rh2(5R-MEPY)4]促进的末端炔烃和重氮醋酸酯之间的不对称环丙烯基化反应(Scheme 1a).随后各种手性催化剂包括[Rh2(OAc)-(DPTI)3][3]、Ir(salen)衍生物[4]和[Co(3,5-diMes-Chen-Phyrin)][5]等被先后报道用于末端炔烃和单取代重氮化合物的不对称[2+1]环加成反应.     

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...     

光催化苄基邻卤芳醚与CO2的连续去芳构化/羧化反应合成螺环羧酸(英文)

自1900年首次发现螺环化合物以来,由于它在药物分子、手性配体、激光染料等领域的重要作用,越来越多的螺环化合物被发现和研究.目前已研发出了几种典型的反应来合成螺环化合物,如分子间的环加成或偶联反应及双官能团化合物分子内的偶联反应.但这些方法仍存在选择性难以控制、螺环中官能团耐受性差、条件苛刻等不足.因此,有必要发展合成含各类官能团的螺环的方法.近年来,芳基化合物的分子内去芳构化已经成为合成螺环骨架的有效策略,尤其是通过光催化去芳构化合成螺环.CO₂作为C1合成子具有丰富、低成本、可持续及无毒等优势,若将CO₂作为羧酸源键联在螺环骨架上,将有可能构建具有潜在生物活性的螺环羧酸衍生物.基于本课题组对光催化CO₂转化利用反应的持续研究,本文设计开发了一种合成螺环羧酸化合物的便捷方法,即光催化苄基邻卤芳醚与CO₂的连续去芳构化/羧化反应.根据条件筛选实验结果,最终选择1,2,3,5-四(咔唑-9-基)-4,6-二氰基苯(4Cz IPN)作为光敏剂, N,N-二异丙基乙基胺(DIPEA)为还原剂,叔丁醇钠作为...     

手性螺环单磷配体在不对称氢甲酰化反应中的应用

为了进一步拓展具有螺二氢茚骨架的亚磷酸酰胺酯、亚磷酸酯、亚膦酸酯等手性螺环单磷配体在不对称反应中的应用范围, 研究了手性螺环单磷配体在铑催化苯乙烯衍生物的氢甲酰化反应中的选择性.     

手性多环化合物的Beckmann裂解反应研究

手性Hajos酮的衍生物及甾体化合物经成肟,在PCl5/2,6-lutidine体系中进行Beckmann裂解反应,合成了四个系列的手性六环化合物.新化合物的结构经1H NMR, 13C NMR, IR, MS和元素分析表征.     

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.     

新型手性咪唑鎓环番的合成及对氨基酸的对映选择性识别

以L-氨基酸为手性源, 合成了一系列新型手性咪唑鎓环番, 并进行了结构表征. 在碱性条件下, L氨基酸和乙二醛、甲醛缩合生成了(S)-2-(1-咪唑)羧酸钠, 转化为甲酯后与乙二胺进行胺解反应制得开链手性咪唑二酰胺, 然后与二溴化合物在高稀淡技术和无水条件下进行季铵化关环反应, 再进行阴离子交换制得目标分子(4~6). 以手性咪唑鎓环番为主体分子, 研究了对氨基酸及其衍生物的对映选择性识别作用.     

铜和铁催化吲哚的不对称分子内环丙烷化

正J.Am.Chem.Soc.2017,139,7697~7700吲哚是天然产物中广泛存在的杂环结构,发展构建吲哚骨架的手性多环化合物的方法一直备受关注.过渡金属催化的分子内不对称环丙烷化反应能够从简单的线性底物合成具有复杂稠环结构的手性分子.人们已经成功将过渡金属催化吲哚的非对映选择性分子内环丙烷化反应应用于多种吲哚生物碱的高效合成,然而这类反应的对映选择性     

钯/Xu-Phos催化对映选择性多米诺Heck/远程C(sp~2)—H烷基化反应合成手性螺环化合物

<正>手性螺环是很多生物活性天然产物、手性配体和催化剂的重要骨架.由于其独特的立体结构,手性螺环常被应用于药物研发中^[1],开发一步构建螺环手性中心的高效方法具有非常重要的意义.近些年,国内外课题组报道了一些合成外消旋螺环的方法^[2-6](Scheme1,a).其中,利用多米诺Heck/分子内C—H烷基化反应构建螺环化合物的研究也取得了较大进展,     

非官能化烯烃的不对称催化环氧化反应

手性环氧化合物是有机合成的重要中间体,由于三元杂环的张力使其很容易与各种亲核试剂作用,通过官能团转化反应,可以从环氧化物制备一系列不同结构的手性化合物.烯烃的不对称环氧化反应可以使潜手性的烯烃转化为带有手性碳的环氧化合物,在医药、农药、香料等精细化学品的合成上具有非常重要的意义.非官能化烯烃经手性催化剂诱导的不对称环氧化反应是获得光学纯手性化合物的有效方法.这些手性催化剂包括生物酶、金属卟啉、金属Salen配合物以及有机小分子催化剂.本文综述了这几种催化剂催化的非官能化烯烃不对称催化环氧化反应近几年的研究进展,介绍了催化剂的催化机理,并就其发展趋势提出了构想.