过渡金属催化的氢氨烷基化反应研究

Hydroaminoalkylation has attached much attention for it's excellent features of atom economy and one-step synthesis of amines,which was tremendous potential application in drugs design and natural products. In recent year, this area has become one of the hot topic. This program aims at the challenge of catalysts sensitive , substrates limit and unclear of reaction mechanism, develop including late transition metal new catalysts by adjusting the ligand electronic effects and steric effects, and then establish an efficient catalytic system expansion reaction substrate to achieve the reaction of olefins and amines, then achieve synthesis of Sensipar tablets. Furthermore, stablish an credible reaction mechanism via capturing the reaction intermediate and chemical calculation. which provide a theoretical basis for the further development of the reaction.

氢胺烷基化反应由于具有反应原子经济性及一步合成胺类化合物等特点受关注，在药物分子设计和天然产物的合成上有着巨大的应用潜能。近年来已成为国际上的研究热点之一。目前，该类反应存在催化剂不稳定，反应底物受限和反应机理不明确等问题。基于此，本项目通过调配配体的电子效应和空间效应发展包括后过渡金属在内的新型催化剂；建立高效的配位催化体系以拓展反应底物，增强该反应中烯烃和胺类化合物的普遍适用性，实现某些药物如盐酸西那卡塞片的高效合成；此外，通过对反应中间体捕捉和化学计算等手段探明反应的机理，总结可信的反应途径，为反应的进一步发展提供理论依据

胺类化合物广泛存在于天然产物，药物，材料分子中。发展高效且绿色可持续性的合成胺类化合物的方法学是现代有机合成研究的重要内容。氢胺烷基化反应由于具有反应原子经济性及一步合成胺类化合物等特点受关注。本项目发展了以叔丁醇钠/钾为催化剂，空气为绿色氧化剂的基于自由反应的胺化策略，具体包括：1）以叔丁醇钾/DMSO/氧气为催化体系，实现了苄胺与苯乙烯类化合物的氢胺完基化反应，高效构建了具有季碳中心的胺类化合物；2）叔丁醇钠/DMSO/氧气为催化体系，利用自由基偶联策略，以吲哚啉、四氢喹啉为氨基，实现了芳胺的高效合成。我们也在胺类化合物的铁电材料方面研究进行了有益的尝试。同时，在本项目的资助下，我们通过无金属催化、非贵金属催化、电化学合成手段，发展了一系列 基于C-P键、C-O键以及C-X(X = I, S, CN)键等构建的催化体系。上述反应具有绿色高效，高选择性的特点；这些方法和催化体系的建立为胺类化合物和C-杂原子的合成以及新的反应方法学的发展提供了强有力的支持。通过本项目的实施，建立了多种以氢胺烷基化反应为基础的胺类化合物合成方法，总体达到了预期研究目标，相关成果发表SCI论文14篇，申请国家发明专利3项，培养数十名硕士研究生，5名博士研究生。