磁性纳米粒子固载的双功能氢键催化剂的合成及其在构建手性螺环导向的烯醇盐参与的不对称反应中的应用

Bifunctional H-bond catalyst as one of the most efficient catalytic tools, which could catalyze reaction through the H-bonding activation has widely been applied to asymmetric reactions. Due to their high specific surface area, superparamagnetic behaviour, low toxicity and stability, magnetic nanoparticles (MNPs) have been used as excellent supports for catalysts. However, the report of MNPs supported bifunctional H-bond catalysts that is featured the high catalytic activity, simple separation and recycling almost has not yet been described. In this study, we hope to design and develop a new class of efficient Fe3O4-MNPs supported bifunctional H-bond catalysts, which could be applied to the asymmetric inverse-electron-demand Diels-Alder and Michael/alkylation tandem reactions of enolate salts, and furthermore, a more convenient and efficient heterogeneous bifunctional catalytic mode will be established. This asymmetric process provides a promising method for the construction of bioactive chiral spirocyclic skeletons of lactones, bioxindole and indole-oxindole. To our best knowledge, there is no report has been presented to date.

双功能氢键催化剂作为更加高效的催化工具通过其氢键作用活化反应底物来催化反应已经广泛地被应用到不对称催化反应中。磁性纳米粒子独特的性质诸如超高的比表面积，特殊的磁响应性，无毒稳定，生物相容性，往往也作为一种优异的催化载体材料。然而，高催化活性、操作分离简单、能够循环使用的磁性纳米粒子固载的双功能氢键催化剂的研究几乎未见报道。在本项目中，我们希望设计并开发一类新的高效的Fe3O4磁性纳米粒子固载的双功能氢键催化剂并应用于烯醇盐参与的不对称反转电子要求的Diels-Alder反应和Michael/烷基化串联反应中，并借此建立更加便利、高效、经济适用的非均相双功能催化模式。进一步发展构建具有重要生药用途的手性螺环内酯，双螺环吲哚、吲哚-氧化吲哚骨架的新方法。值得关注的是，目前还未见有类似的工作报道。

新药导向的不对称合成方法学研究是当代有机化学最为重要的研究领域之一。作为项目组对药物导向的不对称反应研究的重要提升和拓展，我们进一步开发了许多基于经济高效的不对称催化体系。此外，我们也对合成的一系列新的手性先导化合物进行了深入的生物活性研究。双功能氢键催化剂作为更加高效的催化工具通过其氢键作用活化反应底物来催化反应已经广泛地被应用到不对称催化反应中。然而，高催化活性、操作分离简单、能够循环使用的磁性纳米粒子固载的双功能氢键催化剂的研究几乎未见报道。在本项目中，首先，我们设计并开发一类新的高效的Fe3O4 磁性纳米粒子固载的双功能氢键催化剂并成功地应用于反转电子要求的不对称狄尔斯-阿德反应中，在此基础上，我们也进一步发展了更加便利、高效、经济适用的反转电子的不对称狄尔斯-阿德反应新催化方法。同时，我们也发展构建具有重要生药用途的螺环吲哚、螺环吲哚-吡喃嘧啶骨架、二氢吡喃羟胺、氮杂环化合物的新的合成方法，进一步对它们的重要的生物活性也做了研究。