基于原子经济性概念的不对称烯丙基化反应研究

Including the core principle of “atom economy” firstly reported by Trost in 1991,green chemistry has been attracting more and more attentions from chemists. Therefore,the proposed research aims at the development of new catalytic strategies for high atom-economic asymmetric allylic alkylations employing allylic alcohols and vinyl cyclopropanes instead of the traditional allylic alcohol derivatives. Project initially intends to explore the cocatalytic system of organic acids and chiral transition-metal for asymmetric allylic alkylations of allylic alcohols, which is a very important complementary method of asymmetric counteranion directed catalysis. And for the first time, vinyl cyclopropanes are applied into the asymmetric allylic alkylations for high atom economic synthesis of optimal pure nitrogen-containing products, such as indol-2-ones and 4H-oxazol-5-ones, which should provide a concise synthetic protocol for several natural molecules,like Spirotryprostatin B,Physostigmine,and Phenserine.

自1991年Trost首次提出“原子经济性”概念以来，以其为核心内容的绿色化学得到人们的广泛关注。本项目基于不对称烯丙基化反应，将烯丙醇和烯基环丙烷作为反应起始原料，替代传统烯丙基化反应中使用的烯丙醇衍生物，开发出新颖的高原子经济性的不对称烯丙基化反应新途径。项目拟探索有机小分子酸和手性过渡金属共催化体系，作为手性酸抗衡阴离子策略的补充，实现烯丙醇参与的高原子经济性不对称烯丙基化反应。更进一步，从烯丙基化反应的机理出发探索烯基环丙烷参与烯丙基化反应的可行性，发展新颖的高原子经济性的吲哚和噁唑酮类含羰基亲核底物的不对称烯丙基化反应，并期望应用于含氮天然产物如Spirotryprostatin B和Physostigmine、Phenserine等的全合成。

原子经济性化学反应满足二十世纪绿色化学发展的需求。基于高原子经济性反应基本原则，本研究将对高原子经济性烯丙基化反应的探索作为研究的出发点，实现具有广阔研究价值和应用潜力的烯丙基化反应的绿色反应过程，满足无副产物生成，或生成的唯一副产物为水分子的绿色化学理念。通过设计使用低活性的烯丙醇及联烯醚作为简单起始原料，在过渡金属或者有机催化体系中进行催化转化，实现绿色环保的烯丙基化过程。同时，将无副产物生成的理念应用于具有潜在生物活性吡咯结构化合物的合成中。本项目简单高效绿色合成了含有三苯胺单元的光致发光非天然氨基酸；经多步串联反应合成了具有固体发光及聚集诱导发光效应的大共轭苯并吡喃，化合物颜色范围覆盖从黄色到近红外，其中部分分子的聚集诱导发光效应(AIE)为解决传统材料材料的聚集荧光淬灭（ACQ）问题，提供了新的解决思路；大环含氮化合物能够通过简单的衍生合成hNK1拮抗剂类似物。