新型手性膦配体的设计与合成及其在Rh催化的不对称氢甲酰化反应中的应用研究

Chiral aldehydes were widely applied in organic synthesis, asymmetric hydroformylation is one of the most powerful reactions for efficient preparation of them. Asymmetric hydroformylation has grown rapidly and made great progress in recent years, but we still need effective catalytic systems. Therefore, this project will design and synthesize a series of efficient and new chiral phosphine ligands, then apply them into Rh-catalyzed asymmetric hydroformylation reactions. We hope we can obtain desired reactivity, regio-, and enantio-selectivity. The research contents were as followed: 1) Structural modification of a new phosphine-phosphoramidite ligand YanPhos will be conducted for systematic modification of its steric and electronic properties. 2) Design and synthesis of conformationally rigid, electron-withdrawing phosphocyclic ligands. 3) Design and synthesis of removable directing scaffolding phosphine ligands for asymmetric.hydroformylation reaction. 4) A variety of suitable alkene substrates will be tested in Rh-catalyzed asymmetric hydroformylation reactions using these proposed ligands. Transformations based on asymmetric hydroformylation are applied to make important chiral pharmaceutical products. It will provide experimental and theoretic basis for desigen new chiral catalysts. And we will explore the relationship between catalyst and reactivity, regioselectivity and enantioselectivity. It will promote the development of asymmetric hydroformylation.

手性醛类化合物在有机合成中的应用十分广泛，不对称氢甲酰化反应是制备该类化合物的最高效方法之一。近些年，不对称氢甲酰化反应发展迅速并取得重大进步，但仍需要一些高效的催化体系。因而，本项目拟设计与合成一系列高效的新型手性膦配体，将其应用于Rh催化的不对称氢甲酰化反应，期望获得理想的反应活性、区域选择性和立体选择性。其主要内容包括：1）根据空间位阻效应和电子性质，系统地修饰膦-亚磷酰胺配体YanPhos。2）设计和合成结构刚性的、含拉电子性质的手性环状膦配体。3）设计和合成含可去除的导向辅基的手性膦配体。4）将新型手性膦配体应用于Rh催化的不对称氢甲酰化反应，并用以制备重要的手性药物分子。通过该项目的实施为今后设计与合成新型的手性配体提供实验与理论依据，揭示手性催化剂与不对称氢甲酰化反应的反应活性、区域选择性和对映选择性的关系，推动不对称氢甲酰化的发展。

不对称氢甲酰化反应是制备手性醛类化合物的最直接有效的方法之一。近些年，不对称氢甲酰化反应发展迅速并取得重大进步，但仍需要一些高效的催化体系。因而，本项目拟将课题组原创的Yanphos类配体应用于Rh催化的不对称氢甲酰化反应，期望获得理想的反应活性、区域选择性和立体选择性。其主要内容包括：1）根据Yanphos两个片段的不同手性结构，系统地修饰膦-亚磷酰胺配体；2）系统性研究Yanphos类配体在不同种类烯烃底物的催化活性，主要研究1，1-二取代烯烃的反应效果；3）研究以不对称氢甲酰化为核心的串联反应，实现多种手性小分子的高效构建。该项目进展顺利，发表一系列高水平文章，同时培养博士后3人、培养学生4人（其中硕士生4人、博士生1人）。