新型双功能催化剂的设计与α-氨基硼酸酯的不对称催化合成研究

Chiral α-aminoboronic esters, whose preparation and variety of molecular libraries play a role in medical field, are a series of extensive bioactivators. In existing synthetic strategies, the asymmetric addition reaction between Bis(pinacolate)diboron and imine with uneconomical chiral auxiliary reagents was frequently utilized. However, controlled by the chiral ligands was rarely reported and did not get satisfactory results in this catalytic reaction. To achieve the high stereoselectivity catalysis, a series of novel n-heterocyclic carbenes-brønsted acids chiral dual founctional ligands will be designed and prepared. The catalytic mechanism will be well investigated and the efficient bifunctional catalytic system will be established to enrich the libraries of chiral α-aminoboronic esters and facilitate the drug research and other applications.

手性α-氨基硼酸类化合物具有广泛的生物活性，其制备策略的开发和大容量分子库的建立在医药领域具有重要意义。现有的合成策略往往都是在频哪醇联硼酸酯对亚胺的加成反应中，利用手性辅助试剂的控制，来实现反应的立体选择性，而通过手性配体控制催化反应鲜有报道且没有得到令人满意的结果。本研究将利用铜-氮杂环卡宾与Brønsted酸在活化频哪醇联硼酸酯与亚胺方面的优势，设计并构建一系列的氮杂环卡宾-Brønsted酸类的手性双功能配体，实现对该加成反应的立体控制，构建高效的双功能催化体系，研究此类配体在反应中的反应机理，并建立具有较大容量的手性α-氨基硼酸酯类化合物分子库，为药物研发等多个应用领域提供便利。

手性α-氨基硼酸类化合物具有广泛的生物活性，其制备策略的开发和大容量分子库的建立在医药领域具有重要意义。通过本项目实施，目前已初步完成既定研究目标, 开展了配体和反应体系的筛选研究，初步实现了频哪醇联硼酸酯对亚胺加成反应立体选择性的控制，初步完成了对手性α-氨基硼酸（酯）类化合物的快速高效的合成。该项目为具有较大容量的α-氨基硼酸酯类化合物分子库的建立奠定了基础，为含硼药物研发等多个应用领域提供了理论和技术指导。. 在此研究基础上，课题组还研究开发了多类具有重要应用价值的有机化合物的合成方法，为后续研究方向建立了基础。研究工作主要包括：发展了醋酸碘苯介导的双联频哪醇基二硼酸酯与炔烃的硼氢化反应，构建一系列烯基硼酸酯化合物，并阐明了该反应可能的机理。发展了一种铜催化的采用氧气和二芳基膦氧对炔烃氧化膦酰化合β-羰基膦氧化合物的新方法，为合成β-羰基膦氧及其衍生物提供一种简便、快捷的途径。发展了采用无需催化剂的烯烃与亚磷酸酯在氧气条件下合成β-羟基膦酸酯的新方法，该方法具有反应条件温和、无需任何金属催化剂、原料简单易得等优点。发展了以酮类化合物为原料，过渡金属铜催化氧气参与的合成β-羰基氧膦的新方法。该方法首次实现了酮类化合物直接转化为β-羰基氧膦化合物，丰富了合成β-羰基氧膦化合物的方法学。此外，本项目还开发了一种TEMPO催化胺、二芳基膦氧和醚三组分反应构建α-胺基膦氧化合物的方法，该反应不需要添加任何金属催化剂和氧化剂，与已知的方法相比，更具有经济性和实用价值，在有机膦药物的合成中存在潜在的应用前景。