新型手性双硼试剂的设计、合成及其控制的不对称硼化反应研究

This project focused on the development of new methodologies for the synthesis of optical pure organic boron compounds. First design and synthesis a class of novel chiral di-boron reagents and establish chiral di-boron reagent tool box. Then studies on transition metal catalyzed asymmetric C-H borylation controlled by chiral di-boron reagent, including asymmetric conjugate addition borylation and asymmetric C-H borylation. Studies on functionality and application of chiral boron compounds with our developed synthetic methods. We hope that the new chiral organic boron reagents, new asymmetric borylation reaction and new chiral organic boron compounds could propel development of organic boron chemistry. Meanwhile, we hope to achieve industrial applications through our long-term research, and contribute to develop chemical industry.

本项目以手性有机硼化合物的合成方法为研究导向，首先设计与合成新型手性双硼试剂，建立手性双硼试剂库，为新反应的研究提供基础；其次研究过渡金属催化手性双硼试剂控制的不对称硼化反应，包括不对称共轭硼化反应和不对称碳-氢键硼化反应；最后利用发展的新的合成方法，研究双手性有机硼化合物的性质，探索其功能及应用价值。我们希望通过对手性有机硼新试剂、不对称硼化新反应和双手性有机硼新物质的研究，推动有机硼化学的发展，同时希望通过长期的研究实现工业化应用，为化学工业的发展做出贡献。

有机硼试剂是有机化学中重要的反应试剂，但是其反应类型仍然具有局限性。本项目通过设计与合成有机硼试剂，拓展硼试剂应用的新反应类型。首先我们研究了手性硼试剂在α,β不饱和化合物的共轭硼化反应，在研究过程中发现硼试剂能够在过渡金属铜催化下氢转移还原含氮杂环类化合物，包括喹啉类、异喹啉类化合物，以及芳香硝基类化合物。与此同时，我们还将该还原体系拓展到氰类化合物的化学选择性还原分别得到一级胺、二级胺或三级胺。最后我们选择有机硒类重要化合物为研究对象，探索了硒作为导向基团在碳氢键硼化反应中的应用，并且对产物有机硒硼化合物进行了生物活性测试。以上研究所取得的重要进展和成果包括：（1）实现了首例在温和条件下将噁唑硼烷应用于氢转移还原喹啉类化合物；（2）将铜催化噁唑硼烷氢转移还原体系拓展到异喹啉类化合物的还原，为1,2,3,4-四氢异喹啉生物碱的合成提供了新方法；（3）实现了铜催化噁唑硼烷氢转移还原氰类化合物，可以高选择性分别合成一级胺、二级胺或三级胺；（4）实现了温和条件下铁催化硼烷氢转移还原芳香硝基化合物；（5）实现了国际上首例铱催化硒作为导向基团的碳氢键硼化反应，该方法有望用于有机硒类药物的后期修饰。以上成果已在国际重要SCI学术期刊发表论文1篇，国内核心期刊中文1篇，申请国内专利4项，其它重要成果正在审稿中。