基于有机小分子催化构建结构多样性手性螺环分子的研究

本项目拟研究利用有机小分子催化的3-位特殊官能化的氧化吲哚或苯并呋喃酮对贫电子炔烃的不对称加成反应构建出手性贫电子烯烃，生成的亲电性双键可与其分子内3-位官能团（如共轭双烯体、富电子芳环或其他亲核基团）发生Diels-Alder、Freidel-Crafts、Michael加成等反应，从而基于同一个不对称催化策略实现含有四、五（六）元碳螺环、五(六)元氮或氧杂螺环及多环螺环等多种结构不同的手性氧化吲哚或苯并呋喃酮类化合物的合成。许多含有这些结构的化合物具有很好的抗病毒等药物活性，而基于不对称有机催化方法合成手性苯并呋喃酮类螺环化合物、含有四元碳环等螺环结构的手性氧化吲哚化合物未见有研究报道；此外，从目前报道来看，通过同一种不对称催化方法合成的手性氧化吲哚螺环的结构类型一般较为固定。因此，探索基于一种不对称有机催化策略高效合成多种具有不同螺环结构的手性苯并五元杂环分子的方法有十分重要的意义。

手性氧化吲哚尤其是氧化吲哚螺环结构是天然产物的重要骨架，一直以来都不对称合成领域的研究热点。在本项目执行期间，我们基于新的催化不对称合成策略成功实现了多例具有不同结构的氧化吲哚衍生物的高立体选择性合成，并在此基础上发展了一类合成手性氧化吲哚螺环化合物的新方法。在本项目资助下完成的研究内容如下：（1）按照项目计划书安排，我们以手性叔胺硫脲为催化剂，成功实现了3-位单取代的氧化吲哚和丁炔二酸酯的不对称加成反应，相关研究工作发表于Adv. Synth. Catal.并引起了国际同行的关注，专业化学评论杂志SYNFACTS对该工作进行了积极评价；（2）探讨了在叔胺催化条件下酮形成烯醇负离子作为亲核试剂发生aldol反应的可能性，并基于该新型催化机理开展了水相条件下环己二胺衍生的手性叔胺硫脲催化的酮与活泼羰基化合物如靛红的不对称直接aldol反应，相关研究工作发表于J. Braz. Chem. Soc；（3）利用手性叔胺催化酮形成烯醇负离子亲核中间体的这一新型aldol反应机理，首次高区域选择性和立体选择性的实现了以1,3-二羰基化合物的甲基为亲核位点的 aldol反应，并以此为基础发展了一类合成手性氧化吲哚螺环化合物的新方法，相关研究结果发表于Chem. Eur. J.；（4）以氨基酸盐为催化剂，实现了丙酮与色胺酮及其衍生物的不对称直接aldol反应，高效的合成了天然生物碱Phaitanthrin A及其衍生物，相关研究工作发表于Org. Lett.并引起了国际同行的关注，专业化学评论杂志SYNFACTS对该工作进行了积极评价。