新型手性膦亚胺催化的2-取代乙烯基磺酰氟的不对称共轭加成反应研究

The study of asymmetric conjugate addition and related tandem reactions involved 2-substitutedethenesulfonyl fluorides, to obtain sulfonyl-containing chiral compounds and clarify the stereoselectivity and regioselectivity in the reaction, is of great research value. We have previously developed methods of 2-substituted ethenesulfonylfluoride synthesis and conducted a preliminary study of its reactivity as a conjugated addition acceptor. This project intends to use the asymmetric bifunctional squaramide-iminophosphorane catalyst for the catalytic asymmetric conjugate addition of carbon-nucleophiles to 2-substituted ethenesulfonylfluorides. The hydrogen bond donating ability will be enhanced by introducing a squaramide group into the iminophosphorane catalyst and altering the electron-withdrawing ability of the aromatic ring region; the spatial structure of the catalyst will be improved by changing the chiral amino alcohol skeleton; and the basic environment will be changed by altering the substitution of the iminophosphoranebase. These will help to get the best catalyst for the catalyzed asymmetric conjugate addition reaction and Sulfur(VI) Fluoride Exchange to obtain a series of sulfonyl-containing chiral compounds. The proceeding of the present program will be beneficial for clarification the impact of sulfonyl fluoride groups on the catalytic reaction and the interpretation of influencing factors in the catalytic performance of asymmetric catalysts from steric and electronic configuration aspect.

研究2-取代乙烯基磺酰氟参与的不对称共轭加成和相关串联反应，得到含磺酰基的手性化合物，并研究其反应过程中的立体选择性和区域选择性，具有重要的研究价值。我们前期开发了2-取代乙烯基磺酰氟的合成方法并初步研究了其作为共轭加成受体的反应性能。本项目拟以新型手性膦亚胺来催化碳亲核试剂对2-取代乙烯基磺酰氟的不对称共轭加成反应。通过向膦亚胺催化剂中引入方酰胺基团和改变取代基的吸电子能力，调控其氢键给予能力；通过改变手性氨基醇骨架，改善催化剂的空间结构；通过改变膦亚胺上的取代基来改变其碱性环境，以期得到用于该催化反应的最佳催化剂，并经过催化不对称共轭加成反应和硫氟交换得到一系列含磺酰基的手性化合物。该项目的开展将阐明磺酰氟基团对催化反应的影响，并有助于从氨基醇骨架的空间构型、方酰胺和膦亚胺上取代基的电子效应方面来阐明不对称催化剂催化性能的影响因素。

利用2-取代乙烯基磺酰氟作为不对称共轭加成或相关串联反应的受体，研究其反应过程中的立体选择性和区域选择性，并得到含有手性中心的磺酰基化合物；另一方面研究磺酰氟基团在反应过程中发生脱氟或脱磺酰基的反应特性以阐释其反应规律，具有重要的研究价值。.在本项目的资助下，成功地制备出了一类新型的不对称双功能方酰胺-膦亚胺催化剂，并探索了在此新型手性膦亚胺催化剂的催化下，多种亲核试剂对2-取代乙烯基磺酰氟的不对称加成反应，部分取得了中等至良好的对映体选择性，并初步阐明了反应溶剂、辅助碱的添加对反应进程的影响规律；成功地开发了2-取代乙烯磺酰氟与活性含氰基亚甲基化合物的不对称环丙烷化反应，在无金属条件下通过碳硫键断裂进行，产率高达99%，从而提供了多种具有高非对映选择性的腈取代环丙烷。并对反应机理进行了初步研究，提出了最有可能的反应机理。.本项目的开展一方面丰富了不对称双功能方酰胺-膦亚胺催化剂的类型，另一方面初步阐明了磺酰氟基团对催化反应的影响，并有助于我们从空间构型和电子效应方面来解释不对称催化剂催化性能的影响因素，并构建起催化剂结构与性能之间的关联，第三，研究了磺酰氟基团在反应过程中发生脱氟或脱磺酰基的反应特性，初步阐释了反应规律。