"多氢键给体协同活化"策略在手性氨基－硫脲类双官能团有机小分子催化反应中的应用研究

本项目研究内容主要包括由方便易得或商品化的原料出发，采用"多氢键给体协同活化"策略来设计合成一类新型具有多氢键给体、精细结构具有可调控性的手性氨基-硫脲类双官能团催化剂，并将之应用于一系列有机小分子参与的催化不对称反应的研究中；与此同时，考察各种因素如空间立体效应、电子效应和手性匹配效应等对反应收率和立体选择性影响的规率性，进一步揭示其不对称诱导的机理，为今后有机小分子催化剂的设计合成提供一定的实验依据与理论基础。

基于对现有的文献中关于双官能团氨基-硫脲类有机小分子催化剂分子的结构分析，我们将“多氢键给体协同活化”策略成功应用于合成一类新型含多个氢键给体、具有多个手性中心、而且其空间位阻和电子效应等精细结构具有可调控性的手性氨基-硫脲类双官能团有机小分子催化剂；并将之应用于一系列有机小分子参与的催化不对称反应的研究中，考察各种因素如空间立体效应、电子效应和手性匹配效应对反应收率和立体选择性影响的规率性，进一步揭示其不对称诱导的机理。在我们的研究过程中我们发现这类具有多氢键给体的氨基-硫脲类催化剂在乙酰丙酮、alfa-取代的beta-酮酯、硝基烷烃等对各种取代的硝基烯烃类化合物的不对称迈克尔加成反应，以及硝基烷烃对亚胺类化合物的不对称Nitro-Mannich反应中，展现了非常优异的催化活性与底物适用范围。利用这一高效的催化体系，我们还通过催化不对称的硫-迈克尔加成反应(催化剂用量为1 mol %)高效构建含硫和三氟甲基的手性中心，并首次实现了一类MMP-3抑制剂的关键手性中间体(R)-gamma-trifluoromethyl gamma-sulfone hydroxamate的催化不对称合成；我们从反应机理以及活化模型角度，结合“多氢键给体协同活化”策略以及第三个氢键受体的引入进一步更为实用高效的合成这类关键手性药物中间体的方法。在项目资助下，我们有十篇研究性论文和一篇受邀的综述在国际化学类期刊发表，一个授权专利；同时，我们课题组已经有四名博士研究生和一名硕士研究生毕业。