新型多官能团有机膦催化剂的设计、合成以及在对映选择性的Rauhut–Currier相关反应中的应用

Chiral compounds have widely applied in pharmaceuticals, pesticides and other bioactive compounds, it is a great challenge that the development of a more efficient method to prepare these kind of compounds.The Rauhut-Currier (RC) reaction is one of the fundamental reaction for carbon-carbon bond formation, it’s also an effective atom-economic method to construct densely functionalized molecules. However, the Rauhut-Currier reactions still have some drawbacks such as the low reactivity and selectivity, higher catalyst loading, limited scopes of the substrates, these drawbacks impede its application in the organic synthesis. In order to overcome these shortcomings, based on our previous work, in this project we will design and syntheze a new kind of multifunctional chiral phosphine catalyst, then, we will focus on the catalysis reaction of these catalyst for the Rauhut-Currier (RC) related reactions, such as intermolecular cross Rauhut–Currier reaction with different active alkenes, intermolecular cross Rauhut–Currier reaction of active alkenes with activated conjugated dienes, intramolecular Rauhut–Currier reaction of active alkenes, the reaction mechanism will be studied by DFT calculation.

手性化合物在药物、农药、以及具有生物活性化合物等领域具有重要意义，高效合成手性化合物一直是有机合成的研究重点。Rauhut–Currier（RC）反应是一个高原子经济性的碳碳键成键反应，它可以合成多官能团的有机化合物，而不产生任何副产物。但这一反应存在的主要问题是，交叉RC反应的选择性较难控制，催化剂用量大，反应底物局限性大，本项目针对RC反应选择性的这一科学问题，从催化剂的设计入手，拟设计合成一系列新的多官能团手性有机膦催化剂，研究分子间的不对称RC反应，分子内的不对称RC反应。通过催化剂的设计，发展新的高效催化剂，解决RC反应的选择性问题，合成一系列新的多官能团化合物，环状化合物，为这些化合物的不对称合成提供新方法。同时研究催化反应的机理，为催化剂的进一步设计提供指导。

Rauhut–Currier（RC）反应是一个高原子经济性的碳碳键成键反应，但反应选择性难以控制，针对RC反应的选择性这一科学问题，我们设计合成新的多官能团手性有机膦催化剂，系统研究了分子间、分子内的不对称RC反应, 1,6-不对称RC反应，以及有机膦催化的相关反应，发展了一系列的新手性膦催化剂，发现了一些新的有膦催化的环化反应，按计划完成了所有研究内容。1．我们以氨基酸为手性骨架，设计合成了五类新的有机膦催化剂。2．用设计合成的有机膦催化剂，成功用于丙烯酰胺基环己二烯酮的分子内Rauhut-Currier反应，为手性氢化吲哚化合物的合成提供了高效的新方法。3.利用邻丙烯酸酯基对亚甲基苯醌（p-QMs）类化合物，实现分子内不对称1,6-RC反应，为手性色满类化合物的合成提供了一种有效的方法。对产物转化研究可以达到一石二鸟的效果，同时实现分子间、分子内不对称1,6-Rauhut-Currier反应产物的合成。 4. 我们还通过催化剂设计，实现了羰基丙烯酸酯与丙烯醛的分子间不对称Rauhut-Currier反应，通过底物设计，实现了查尔酮与丙烯酸酯的选择性交叉Rauhut–Currier反应。5．通过底物设计，合成了新的烯基联烯酸酯，发展了有机膦催化的新型不对称远程1,7-加成反应，以及通过三重亲核加成实现了连续环化反应。研究了有机膦催化的胺基环己二烯酮与MBH碳酸酯的分子间反应，发展了一个有机膦催化的分子间（3+3）环化反应。对邻氨基查尔酮与联烯酸酯的反应的研究，首次发现了膦连续催化的新反应模式，发现β’-乙酰氧基取代联烯酸酯能够作为 C2 合成子参与新的环化反应，利用此连续催化策略，还实现了色满类化合物的合成。.通过本项目的研究，合成了五个系列的新型多官能团有机膦催化剂，实现了一系列的分子间和分子内的Rauhut-Currier反应，提出了一个新的膦连续催化的反应机理，对复杂有机分子的合成提供了新方法，这对进一步的催化剂设计具有重要意义。对重要环状化合物以及药物分子的合成具有潜在的应用价值。研究结果发表高水平的论文11篇，获得发明专利一项。