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.     

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.     

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.     

多手性中心联萘-2-芳甲羟基-2'-醇(Ar-BINMOLs):一类可应用于不对称催化反应的新型手性配体

近年来,我们基于1,1'-联萘基-2,2'-二酚(BINOL)为手性源成功地发展了一类多手性中心化合物联萘-2-芳甲羟基-2'-醇(Ar-BINMOLs),它是BINOL的单苄醚化合物经过不对称[1,2]-Wittig重排合成得到的,涉及C—O键的断裂与新C—C的构建反应,由轴手性诱导产生新的碳手性中心,结构独特新颖,同时具有C2轴手性和sp3碳手性的光学纯醇酚类化合物.目前,Ar-BINMOLs作为新型手性配体应用于不对称催化反应已有不少的报道.基于BINOL衍生物以及近几年Ar-BINMOLs及其衍生物的研究进展,重点阐述了其作为新型手性配体或手性骨架在不对称催化反应中的应用研究进展.     

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.     

手性环戊二烯配体及其金属配合物的合成研究进展

环戊二烯基负离子能与金属形成稳定的配合物,在金属催化反应中有着广泛的应用.随着不对称催化反应的快速发展,一系列具有不同骨架的手性环戊二烯配体被相继报道.与此同时,相应的金属配合物也被广泛应用于不对称金属催化反应中.本文综述了手性环戊二烯配体及其金属配合物的合成研究,介绍了手性环戊二烯金属配合物在不对称C–H键官能团化反应中的应用,同时探讨了该领域当前研究所面临的机遇与挑战.     

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。     

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.     

手性三元铜(Ⅱ)配合物的制备及其在菊酸不对称合成中的应用

手性金属配合物催化剂在不对称合成中占有重要地位^[1-3]。在该类催化剂参与的不对称催化反应中,配合物中手性配体是催化反应立体选择性优劣的关键^[4,5]。为了改进该类催化剂的性能,主要对手性配体进行过化学修饰。目前合成的手性催化剂几乎都是由同一种手性配体和一种金属离子组成的二元配合物,且高效者并不多.文献[6]曾提到有关手性三元配合物(亦称手性混合配体配合物)。在不对称催化中应用的可能性,但未见具体报道。本文以中性含氮配体和含氧酸与铜(Ⅱ)配位合成了一类手性三元铜(Ⅱ)配合物及其在不对称合成菊酸中的催化性能。     

铜催化α-重氮酮对硼氢键的不对称插入反应

手性有机硼化合物在有机合成、医药、材料等诸多领域中有广泛的应用,发展该类化合物的高效合成方法一直广受关注.此前,我们发展了过渡金属催化卡宾对硼氢键(B—H)的插入反应,并实现了α-重氮酯对B—H键的不对称插入反应.本文以手性螺环双噁唑啉配体和铜的络合物作为催化剂,首次实现了α-重氮酮对膦-硼烷加合物的B—H键不对称插入反应,获得了较高的收率和高达83%ee的对映选择性.该研究成果是为数不多的以α-重氮酮作为卡宾前体的不对称杂原子氢键插入反应,为手性α-硼取代酮化合物这类新的有机硼化合物的合成提供了有效方法.     

面手性二芳基膦-噁唑啉配体的开发及其在不对称催化反应中的应用

膦-噁唑啉配体形成的催化剂具有出色的催化活性和对映选择性, 被广泛应用于各种不对称催化反应中. 具有面手性的膦-噁唑啉配体是其中重要的一类. 综述了面手性二芳基膦-噁唑啉配体的开发, 并按反应类型介绍了它们在不对称催化反应中的应用.     

P-手性膦配体促进的手性药物高效合成

发展高效实用的不对称催化反应对手性药物的简洁合成具有重要的意义,而手性配体和催化剂对于发展高效的不对称催化反应尤为关键.综述了基于苯并氧杂膦烷结构的P-手性单膦和双膦配体的设计理念以及它们在手性药物合成中的应用.这类配体具有P-手性、刚性,大位阻和富电子等结构特征,物理化学性质稳定,并且易于衍生化,在过渡金属催化的不对称氢化、偶联、环化和加成反应中表现出优异的催化性能.这些不对称催化反应的发展促进了一系列重要药物分子的高效不对称合成.     

[2.2]对环芳烷类平面手性配体在不对称催化反应中的应用

[2.2]对环芳烷类平面手性配体在不对称催化反应中的应用近年来引起化学家 们的较大关注。综述了这类手性配体在不对称催化反应中的应用。     

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.     

新型手性膦配体的合成及其在不对称催化中应用的新进展

光学活性的膦配体在过渡金属催化的不对称合成中起着非常重要的作用 .到目前为止 ,已相继出现 2 0 0 0多个新手性膦配体 .经多年的大量研究积累 ,以 BINAP为代表的几个手性膦配体已用于生产有用的光学活性物质 ,工业上应用的成功极大地推动了手性膦化学的基础研究 .目前 ,对新型的不对称催化反应的探索以及新的手性膦配体的设计合成研究非常活跃[1] .我们重点介绍 1 990年以后报导的手性膦配体的合成及其在不对称催化反应方面的应用 .1新的手性双膦配体具有 C2 轴对称性的双齿膦配体 ,以其优良的结构特征一直受到人们的青睐 ,大量的具有 …     

金鸡纳生物碱及其衍生物在不对称催化中的研究进展

金鸡纳生物碱广泛存在于自然界中,具有很好的生物活性和药用价值,且具有优势的手性骨架,易于修饰,引起了化学家们广泛的研究兴趣.随着不对称合成化学的发展,化学家们将金鸡纳生物碱及其衍生物作为优势手性催化剂或配体应用于许多不对称催化反应中.尤其是近年来,有机化学家们利用金鸡纳生物碱衍生的手性配体发展了一系列金属催化不对称反应.本综述较为详细地概述了近年来金鸡纳生物碱及其衍生物作为催化剂或配体参与的不对称催化反应,探讨了相关反应机理,并对该研究领域未来发展前景进行了展望.     

三氟甲基磺酸铜(II)手性衍生物:不对称合成中的一类高效催化剂

三氟甲基磺酸铜 [Cu(OTf) 2 ]与各种手性磷氮配体络合催化不对称合成已取得了巨大进展 .详细评述了近五年来该类手性铜催化剂在各种不对称催化反应中的最新应用     

镍催化硅基保护烯丙醇的烯氢化反应:一种合成含有手性季碳中心高烯丙醇的有效方法

报道了一例手性螺环亚磷酰胺配体和镍的络合物催化的硅基保护烯丙醇的不对称烯氢化反应,以较高的收率(最高达97%)和对映选择性(最高达95%ee)合成了一系列含有手性季碳中心的高烯丙醇.该反应为含有手性季碳中心的双官能团化合物的合成提供了新的有效方法.     

三氟甲基磺酸铜(Ⅱ)手性衍生物:不对称合成中的一类高效催化剂

三氟甲基磺酸铜[Cu(OTf)2]与各种手性磷氮配体络合催化不对称合成已取得了巨大进展.详细评述了近五年来该类手性铜催化剂在各种不对称催化反应中的最新应用.