CO2参与的通过杂邻苯碳醌中间体实现的不对称催化反应研究

One of the difficulties in the synthesis of chemicals using carbon dioxide (CO2) as C1 building block is to construct carbon–carbon (C–C) bonds. It is highly attractive to develop asymmetric catalysis for the synthesis of enantiopure optically active molecules from CO2. We have initiated this project to develop asymmetric [4+2] reactions to construct carbon–carbon bonds through concerted catalysis via in situ generated heterocyclic ortho-quinodimethanes. We plan to develop highly efficient asymmetric reaction from CO2 by design of new chiral amine catalysts with chelating group. New chiral ligands and synthetic methods with intellectual property rights will be obtained during this research. And the new asymmetric reactions will be applied in the synthesis of biologically active small molecules.

以二氧化碳(CO2)为C1合成原料构建新的碳-碳键长期以来一直是化学合成研究的难点之一。以CO2为C1原料实现的不对称反应在构建碳-碳键的同时制备光学纯手性化合物更是具有较高的学术意义和研究价值。该项目拟以CO2为C1原料，以杂邻苯碳醌为中间体，通过有机催化和金属催化协同催化的模式，实现不对称[4+2]反应构建碳-碳键。通过设计具有配位基团的新型手性胺配体，实现CO2参与的高效不对称反应。在该研究过程中希望获得具有自主知识产权的手性配体和方法，并把发展的新方法应用于具有药物活性的小分子的高效合成中。

本项目以C1原料，CO2，的催化转化合成高附加值小分子化合物为主要研究内容。研究进展主要包括以下几个方面：(1)综述了CO2参与的不对称催化反应合成手性小分子化合物的研究进展，对CO2参与的通过杂邻苯碳醌中间体的不对称羧基化反应进行了研究。(2)在还原条件下使用CO2为甲基源或甲酰基源，分别在有机催化和过渡金属催化下实现了胺类化合物的选择性甲基化和甲酰化反应。(3)以甲酸为C1源，在有机催化下实现了色胺类化合物的还原螺环化反应。（4）使用CO为羰基源，实现了钯催化的活泼亚甲基化合物的碳-氢羰基化反应。在研究过程中，通过核磁、质谱等机理实验对CO2的还原官能化机理进行了深入的研究，为以后的工作提供了借鉴。