过渡金属络合物阳离子与手性磷酸抗衡阴离子组成的催化体系在芳杂环化合物不对称氢化反应中的应用

过渡金属催化的芳杂环化合物的不对称氢化反应是目前不对称催化领域的难点之一，虽然已有不少报道，但是有效的催化体系不多。本课题拟设计合成一类由过渡金属二胺络合物阳离子和手性磷酸抗衡阴离子组成的离子型手性催化体系，应用于含氮芳杂环化合物的不对称氢化反应。该类非膦催化剂合成简单，易于操作，而且催化剂的性能可以通过调节不同的阴离子与阳离子组合，在很宽的范围内进行调节。通过对过渡金属前体、二胺配体、手性磷酸、添加剂和反应条件的筛选，发现性能优异的催化体系，建立合成手性环状含氮化合物的高效合成新方法，为进一步研究它们在手性药物和生物活性分子合成中的应用奠定基础。

第一年的研究工作主要集中在合成芳杂环底物（包括2-取代和2-3二取代喹啉、喹喔啉和吲哚衍生物）以及合成3,3'-位芳基取代的BINOL手性磷酸、二胺类配体以及他们与过渡金属前体形成的配合物，在第二和第三年全方位开展含氮芳杂环类化合物不对称氢化反应新型催化体系的筛选工作。首先研究了2-取代喹啉的不对称氢化反应。通过对一系列乙二胺金属配合物、手性磷酸、反应溶剂，氢气压力和温度的筛选优化，初步确了反应催化体系的组成：在二氯甲烷溶剂中，由非手性乙二胺（N-(2-(benzylamino)ethyl)-4-methylbenzenesulfonamide）-IrCp*配合物和手性磷酸（(R)- (3,3'-Bis(2,4,6-triisopropyl)phenyl)-1,1'-binaphthalen-2,2'-yl)phosphoric acid）组成的催化体系在室温下催化活性最好。将催化体系应用到一系列2-取代喹啉的不对称氢化反应中，获得了较好的产物收率和ee值。同时，我们也开展了喹喔啉衍生物的不对称催化氢化反应研究工作。通过对各种二胺配体与过渡金属形成的配合物和手性磷酸抗衡阴离子以及反应溶剂、温度和氢气压力的筛选，我们发现由N-(（1S，2S）2-aminocyclohexyl)-4-(trifluoromethyl)benzenesulfonamide-IrCp*配合物和手性磷酸（(R)-(3,3'-Bis(9-methylphenanthrene)-1,1'-binaphthalen-2,2'-yl)phosphoric acid））组成的催化体系在二氧六环/甲苯（9/1）混合溶剂中能够催化一系列2-取代喹喔啉的不对称催化氢化反应，目标产物收率基本上都可以达到90%以上，产物ee值最高可以达到94%。按研究计划完成了预期的研究内容。目前已发表SCI收录论文5篇，1篇即将登出，其余部分研究结果正在整理发表中。