新型金属手性配合物催化的生物活性杂环分子骨架的不对称合成

Distinct from traditional enantioselective transformations with chiral Lewis acids or organocatalysts, the project will be focused on the development of a series of novel chiral-at-metal complexes catalysts, which could be applied to efficiently build up chiral bioactive heterocyclic molecules. Novel chiral-at-metal complexes catalysts and their catalytic asymmetric reactions will be intensely investigated. As such, a variety of chiral-at-metal complexes catalysts bearing different types of metal and ligands will be synthesized. By tuning the structure of chiral-at-metal complexes and variation of the central metals, the catalytic efficiency and stereocontrolling ability will be modulated for a number of enantioselective transformations, including oxa-Povarov reaction, cyclization, bromocyclization and so on. Several structural diversity optical active heterocyclic compounds will be synthesized, such as dihydrobenzopyrans, polycyclic tetrahydroquinolines, tetrahydropyrroles and hexahydropyrrolo[2,3-b]indoles. On the basis of the synthetic methods developed, various bioactive alkaloids such as (+)-chimonanthine and (+)-folicanthine will be accomplished.

不同于传统催化不对称反应的手性路易斯酸或有机小分子催化剂，本项目旨在发展一系列新型金属手性配合物催化剂，用于高效构建生物活性杂环分子骨架的合成方法中。本项目将详细研究新型金属手性配合物及其催化的不对称反应，主要包括设计和合成一系列含有不同金属离子的金属手性配合物催化剂，通过改变金属类型和调节配体结构实现金属手性配合物催化活性的调控，并研究其催化的不对称反应，如oxa-Povarov反应、环化反应和溴诱导环化反应等，用于简洁构建结构多样性的苯并二氢呋喃、多环四氢喹啉、四氢吡咯、六氢吡咯[2,3-b]吲哚等手性杂环分子骨架。利用发展的高效构建杂环骨架的新方法，研究高效简洁合成天然生物碱如(+)-chimonanthine和(+)-folicanthine的不对称合成新路线。

本课题致力于设计并合成一系列新型阴离子手性钴(III)配合物，利用其金属中心手性，发展了阴离子手性钴(III)配合物催化的不对称反应，代表性成果包括：(1) 发现了阴离子手性钴(III)配合物可作为相转移催化剂的特点，发展了γ-烯基磺酰胺、色胺衍生物参与的分子内不对称溴诱导环胺化反应，实现了富电子烯烃参与的分子间不对称碘代缩醛化反应，以及烯糖类化合物参与的分子间碘代糖苷化和碘代酯化反应，合成了一系列具有生物活性的杂环分子；(2) 利用阴离子手性钴(III)配合物布朗斯特酸，实现了催化不对称Interrupt-Pavarov反应，高立体选择性地获得手性4-取代胺基苯并二氢吡喃类化合物；(3) 利用阴离子手性钴(III)配合物与手性亚磷酰胺配体的结合，实现了钯催化的不对称硫代酰胺导向的sp3碳-氢键官能化反应，高收率、高立体选择性地获得一系列2-芳基含氮杂环化合物。.项目执行期间，共发表学术论文5篇，其中Angew. Chem. 2篇，J. Org. Chem. 1篇、Org. Biomol. Chem. 1篇，1篇论文被Synfacts积极评论；授权中国发明专利2项。