新型“双氢键-双功能”手性硅二醇催化剂的设计、合成以及在催化不对称反应中的应用研究

In the past two decades, the application of organic small molecular catalysts in asymmetric synthesis has achieved unprecedented development and a plenty variety of organic catalysts including organic bases, secondary amine and bifunctional organic catalysts were synthesized successively. At present, the design and synthesis of new-type organic catalysts have always been a focus in the field of organic asymmetric catalysis. Based on this, we plan to introduce cinchona alkaloid and amino alcohol into the silanediols, thus to construct a new type of "double hydrogen bond-double function" chiral silicondiol catalysts. Using these chiral silicondiol catalysts, the 1,6-Michael addition reaction and vinylogous reaction will be conducted. We also will systemically investigate various influence factors on the reactivity, diastereo- and enantioselectivity, as well as the possible reaction mechanism and the law of chiral induction, transmission and amplification of catalyst will be disclosed.

在过去二十年中，有机小分子催化剂在不对称合成中的应用得到了空前发展，包括有机碱，二级胺以及双功能有机催化剂相继被合成。当前，新型有机小分子催化剂的创新设计及其在新型反应中的应用仍是有机不对称催化的核心。本项目期望将商业可得金鸡纳碱、氨基醇等骨架引入到硅二醇结构中，从而构建一类新型的“双氢键-双功能”手性硅二醇催化剂。基于我们合成的手性硅二醇催化剂，将其应用于不对称1,6-Michael加成反应、不对称插烯反应的方法学研究中，从而构建一系列手性氧化吲哚结构，并实现烯丙位的不对称硫化、硒化及烷基化。通过考察包括催化剂空间位阻效应和手性匹配效应、溶剂、温度等各种因素对反应效率以及立体选择性的影响，探讨催化剂在催化过程中的手性诱导、传递和放大规律。为催化剂的结构修饰优化提供新方法、新思路。

过去二十年中，不对称催化得到了空前地发展。目前，新型手性催化剂创新设计及其在新型反应中的应用仍是有机不对称催化的核心，基于此，我们尝试发展一类新型“双氢键-双功能”手性硅二醇催化剂，目前，已经得到相应的关键中体。此外，手性化合物及杂环化合物不但是许多天然产物的关键核心结构，而且也是许多具有生物活性的分子或相关药物分子的特征结构。发展有效的合成方法来构建新型的、结构多样化的手性化合物及杂环化合物，是有机合成中具有挑战性的课题。在我们课题组的研究基础上，我们还发展一系列有机合成方法学，主要包括：串联反应构建螺环及杂环化合物；α-卤代腙（肟）参与的环化反应研究用于构建系列杂环化合物；不对称插烯反应研究；含氟手性化合物的不对称合成。发表SCI论文8篇，申请中国发明专利4项。