基于"亚胺离子脱质子活化"模型的有机小分子催化不对称反应

Organocatalysis has developed rapidly and become a well-established and powerful synthetic tool for the construction of chiral compounds in recent years. It is well known that most crucial to the success of organocatalysis has been the invention or identification of generic modes of catalyst activation. "Iminium-deprotonation activation" as a new mode of activation in organocatalysis was proposed by our group. In order to launch the generic use of iminium-deprotonation activation and further turn it into a new platform for designing new catalysts and enantioselective reactions, novel organocatalysts and organocatalytic transformations, especially green domino reactions, are designed and investigated based on this activation mode and properties of substrates. Meanwhile, new strategies would be established for the organocatalytic asymmetric synthesis of some valuable chiral compounds.

近年来，有机小分子催化得到了迅猛的发展，已经成为合成手性化合物非常有效的方法。众所周知，有机小分子催化模型的建立以及认可对于有机小分子催化的飞速发展起到了至关重要的作用。本课题组提出"亚胺离子脱质子活化"这一有机小分子催化模型。根据这一活化模型以及反应底物的性质，设计研究新的有机小分子催化剂和有机小分子催化不对称反应（尤其是设计体现绿色化学特征的多米诺反应），藉此在有机小分子催化领域建立并推广这一活化模型，使之成为指导催化剂和不对称反应设计的新平台。同时，也可以建立一些重要手性化合物的合成方法。

为了建立推广“亚胺离子脱质子活化”模型，本项目设计合成了一系列新型双功能有机小分子催化剂，同时设计考察了多个不对称多米诺反应，建立了手性3-硝基-1,2-二氢喹啉、3-硝基-2H-硫色烯、巴比妥酸并四氢吡喃、吡喃香豆素、4H-吡喃、吡喃并[2,3-d]嘧啶酮衍生物等多个系列化合物的合成方法。此外，还研究了手性有机小分子固载化及其在不对称Michael加成反应中的应用。.基于“亚胺离子脱质子活化”模型，通过在邻氨基苯甲醛的氨基上引入强拉电子基团磺酰基提高N-H酸性，研究了磺酰基保护的邻氨基苯甲醛与trans-β-硝基苯乙烯间aza-Michael-Henry多米诺反应，温和条件下高收率合成了一系列手性3-硝基-1,2-二氢喹啉；同样基于“亚胺离子脱质子活化”模型，推测并证实2-巯基苯甲醛经“亚胺离子脱质子活化”与trans-β-硝基烯烃可以发生thia-Michael-Henry多米诺反应生成手性3-硝基-2H-硫色烯。.设计合成了一系列双功能仲胺-硫脲类有机小分子催化剂，将其应用于催化多米诺Michael-Michael反应，合成了手性巴比妥酸并四氢吡喃类化合物以及吡喃香豆素类化合物。.设计合成了一系列双功能叔胺-方酰胺类有机小分子催化剂，将其应用于催化吡唑啉酮与2-(1-炔基)-2-烯-1-酮之间的[3+3]串联反应，合成了手性4H-吡喃类化合物。.设计合成了一系列双功能叔胺-硫脲类有机小分子催化剂，将其应用于催化1,3-二甲基巴比妥酸与2-(1-炔基)-2-烯-1-酮之间的[3+3]串联反应，合成了手性吡喃并[2,3-d]嘧啶酮衍生物。.研究了手性有机小分子固载化及其在不对称Michael加成反应中的应用。.通过本项目的研究，加深了对“亚胺离子脱质子活化”机制的理解认识，同时为新型有机小分子催化剂设计、新不对称多米诺反应构建以及有机小分子催化剂固载化提供了一定依据。通过上述基础研究，为有机小分子不对称催化及潜在手性药物的发展做出一份贡献。