手性氮杂二茂铁环蕃的设计合成及其应用研究

本项目拟设计合成新颖手性氮杂二茂铁环蕃，在铜参与的芳香化合物不对称氧化偶联反应和钯参与的不对称Michael加成反应中检测该类手性配体的催化活性和不对称诱导效率，根据实验结果和对有关反应机理的理解修饰配体结构，考察配体结构与催化活性和不对称诱导效率之间的关系，利用核磁共振波谱、质谱、X-单晶衍射、园二色谱等现代分析技术鉴定配体和不对称反应产物的结构和光学纯度，并研究有关催化反应机理。在此基础上，拓展手性氮杂二茂铁环蕃参与过渡金属催化的反应类型。通过研究，筛选出一些高催化活性、高立体选择性的新型手性配体，应用于改善现有的不对称催化反应和开发新的不对称催化体系。利用优化出的不对称催化体系，合成一些具有光学活性的重要药物中间体。本项目的研究不仅具有理论意义，而且具有应用前景。

本项目主要设计合成了含有二茂铁和联萘骨架的系列手性配体，包括：含二茂铁和联萘骨架的氮杂环蕃及开链手性多胺配体，这些配体含有碳中心手性、轴手性及面手性。探索出高效合成手性氮杂环蕃的简便方法；研究了手性胺作为小分子催化剂在不对称Michael加成反应和Aldol反应中的应用，得到了优秀的收率和区域、立体选择性。考察了在铜参与萘酚的不对称氧化偶联反应中的催化活性和不对称诱导效率。研究发现二茂铁骨架在小分子催化反应中可在线生成三价铁盐，起到大位阻和路易斯酸双重作用，避免化学计量的路易斯酸的加入。通过研究，筛选出一些高催化活性、高立体选择性的新型手性配体，应用于改善现有不对称催化反应和开发新的不对称催化体系。此外，二茂铁环蕃可作为氧化还原传感器，在大量碱土金属、过渡金属，比如：Mg（II）, Ni（II）, Zn（II）, Pb（II）, Cd（II）等离子存在下，选择性识别Cu（II）。本项目的研究不仅具有理论意义，而且具有广泛的应用前景。以论文形式共发表研究成果 14 篇，其中 6 篇已发表在Org Lett, Chem Commun, Adv. Synth & Cat 等 SCI 收录杂志上，1 篇已被Org Lett接收，7 篇会议论文；申请专利5 项, 已授权3项。通过本项目完成，共培养博士研究生4名，其中1 名已顺利毕业；硕士研究生14名，其中10名已顺利毕业。