手性硼-磷“失配路易斯对”催化剂的设计、合成及在不对称氨的共轭加成反应中的应用

Catalytic asymmetric conjugate amination, especially using NH3 or amine as nucleophile, represents one of the most challenging research area in asymmetric catalysis. The finding of Frustrated Lewis pairs (FLPs) provides the opportunity in the catalytic asymmetric conjugate amination. The development of chiral Frustrated Lewis pairs (FLPs) or the use of FLPs in combination with other well-established asymmetric catalysts may lead to novel and atom-economical asymmetric transformations using abundant materials like H2, NH3 as the feedstock. In this program, firstly we will develop some new chiral Frustrated Lewis pairs (FLPs) which contain different chiral environment, the catalytic cleavage of NH3 and amine by various chiral FLPs will be tested. This may lead to an unprecedented direct enantioselective formation of unprotected β-amino carbonyls from cheap, abundant ammonia.

以氨气或胺为亲核试剂的不对称氨化反应是目前不对称催化领域的研究难点之一，含有硼-磷的手性Frustrated Lewis pairs (FLPs)催化剂的出现为该反应的研究提供了一个新的契机。本项目以自主研发的手性Frustrated Lewis pairs (FLPs)催化剂为基础，开展对以胺为亲核试剂的不对称氨化反应的深入研究，探索该反应的反应机理和立体选择性控制规律，为该类化合物的不对称催化合成提供理论和实验基础; 同时尝试以氨气为亲核试剂的不对称氨化反应，为一些含有手性氨基天然产物分子的合成提供一种高效、原子经济性、高立体选择性的新方法。

在该项基金的资助下，我们按照计划合成了一系列的手性硼-磷催化剂，初步建立了催化剂库及其催化的不对称氨的共轭加成反应的模板，然而令人遗憾的是所合成的催化剂在不对称氨的共轭加成反应中表现出来的催化效果不是特别理想，在经过系统的反应条件筛选之后，结果没有明显的改善，实验未能按照原定计划顺利进行下去。.在总结上述此研究结果基础之上，同时结合国内外离子对催化的研究现状，我们对相应的研究内容做了以下调整,将研究的重点集中到手性阳离子结合的离子对催化体系并对之进行了深入系统的研究，并取得了一些可喜的成果，1）首先通过阳离子结合的催化体系，我们首次实现了对消旋体磺酰基化合物的动力学拆分，该方法为实现磺酰基化合物的手性合成提供了新的途径，利用该方法实现相关医药中间体不对称合成的研究正在进行中；2）同时该催化体系对链状多卤代化合物的拆分也有很好的催化效果，基于此结果我们合成了超过30多个含有不同卤族原子取代的手性化合物，相应的药物活性筛选正在进行中。 以上相关的研究结果发表在《Angew. Chem. Int. Ed.》和《JACS》上。 .以上调整的研究内容都是针对不对称离子对催化领域的难点问题展开工作，上述工作结果为后续的不对称离子对催化领域的研究奠定了一定的工作基础。.项目资助发表SCI论文5篇，其中包括《JACS》2 篇，《Angew. Chem. Int. Ed.》2篇，待发表论文两篇。培养硕士研究生6名，其中4名同学已经取得硕士学位，2名在读。项目投入经费25万元，支出23.9463万元，各项支出基本与与预算相符。剩余1.0537万元，剩余经费计划用于本项目研究后续支出。