基于二氢咪唑并喹啉骨架的新型N,O-配体的设计合成及其在不对称催化中的应用

尽管手性技术在过去三十年来已经取得了快速的发展，但手性化合物(药物)的结构多样化要求和新型不对称反应的不断涌现使得新型手性配体的设计仍然是当前不对称催化研究领域的一项重要挑战。鉴于我们前期研究所设计的二氢咪唑并喹啉类新型手性N,O-配体在Michael加成，1,3-偶极环加成中取得了很好的结果，因此本项目希望进一步深入优化筛选二氢咪唑并喹啉类手性N,O-配体，包括结合二茂铁平面手性，来实现Michael加成，1,3-偶极环加成以及Mannich反应等的高效催化和高立体选择性；同时也将致力于发展相应的合成方法把所生成高光学活性产物高效简便地转化为一系列具有潜在价值的手性中间体和手性药物（先导化合物）。值得指出的是，该新型配体的金属络合物可能通过电子转移形成N-金属σ键，并与相应的N-金属配位键在催化反应过程中实现可逆平衡，该催化机理的阐明将有望开辟金属催化不对称反应中设计手性配体的新思路。

不对称催化作为合成手性中间体和手性药物最具潜在价值的方法，已经成为有机合成化学研究中最热门的领域之一，但新型结构或类型的手性配体的设计合成研究仍然是当前不对称催化研究中一个重要的挑战性研究领域。.本项目围绕二氢咪唑并喹啉类新型手性N,O-配体的设计合成及其在不对称催化反应中的应用展开研究，取得了一些突破性的成果，主要表现在以下三方面：.1）新型二氢咪唑并喹啉骨架手性N,O-配体的设计合成：主要进行了对二氢咪唑并喹啉骨架手性N,O-配体的进一步修饰和优化，并首次设计合成了一类结构新颖的平面手性类二氢咪唑并喹啉手性N,O-配体，形成了具有一定规模的N,O-配体库（共15个），为发展高效不对称催化反应体系奠定了良好的基础。.2）新型手性N,O-配体在催化不对称1,3-偶极环加成反应中的应用研究：主要发展了一系列高效催化亚甲胺叶立德与新型亲偶极子（如α-氨基取代丙烯酸酯、衣康酰亚胺衍生物、2,4-噻(噁)唑烷二酮衍生物、硝基烯胺）的反应体系，高立体选择性地构建了含有4-位季碳氨基酸手性吡咯烷（>30:1->98:2 dr, 88%-97% ee）、螺环双吡咯烷（>20:1 dr, 90-96% ee）、螺环吡咯烷-2,4-噻唑烷二酮（80:20-99:1 dr, 89-98% ee）、3,4-二氨基手性吡咯烷（93:7-98:2 dr, 90-99% ee）等相应的多取代手性吡咯烷化合物。.3）新型手性N,O-配体在催化不对称Michael加成反应中的应用研究：主要发展了平面手性N,O-配体催化亚甲基丙二酸二酯类化合物与甘氨酸酯席夫碱的不对称Michael加成反应（67:33-94:6 dr, 89-93% ee），同时还发展了非对映选择性调控的环状亚甲胺叶立德与硝基苯乙烯的不对称Michael加成反应（97:3-99:1 dr, 89-98% ee）。.以上项目研究成果不仅为发展一系列高效的新型手性N,O-配体催化体系奠定了良好的科学基础，同时也为手性技术的发展和手性药物的合成提供了新的研究思路。