铜催化萘酚衍生物的不对称脱芳构化炔丙基取代反应研究

The rapid and controlled generation of complex, readily functionalized three-dimensional structures from simple planar starting materials is a highly attractive goal. In this project, a new family of chiral ligands will be developed, and applied in copper-catalyzed asymmetric propargylic dearomatization reaction of naphthol derivatives. By screening the steric and electronic effect of new ligands, the substituent of substrates and the reaction conditions, this newly developed method should provide an alternative way to simultaneously construct both propargyl and cyclohexenone chiral centers. In addition, an asymmetric reaction pathway will be proposed on the basis of NMR spectroscopic characterization, X-ray diffraction analysis et al. and theory calculation.

由简单、平面的起始原料出发，快速、可控地构建复杂、易官能化的三维结构中间体是非常吸引人的目标。本项目拟设计并合成新的手性配体，用于铜催化炔丙醇酯与萘酚衍生物的高效不对称脱芳构化炔丙基取代反应。通过考察新型配体的位阻和电子效应、底物的取代基以及反应条件，建立高效、高非对映和对映选择性地一并构建炔丙位手性中心和苯并环己烯酮化合物手性季碳中心的新方法。此外，将通过核磁共振、X-射线衍射等技术手段以及理论计算，提出可能的不对称催化反应机理。

1. 碘催化的β-酮酸与苄醇的脱羧取代反应.本文研究了碘催化β-酮酸与苄醇的脱羧取代反应。在70 °C的反应条件下，产物的收率非常高且该反应对空气和水不敏感。在最优反应条件下，我们对底物适用范围进行了研究，发现二芳基醇苯环上的各类取代基对反应收率影响较小，即反应皆取得很高的收率。我们也对β-酮酸适用范围进行了研究，表明含有供电子基团的β-酮酸活性较高，而含有吸电子基团的β-酮酸活性较低。另外，2-萘基和脂肪族取代的β-酮酸参与反应时产物收率仍很高。.2. 季铵盐促进的多组分反应合成异吲哚啉酮类化合物.异吲哚啉酮是药物、天然产物和农药分子的核心骨架；大部分的异吲哚啉酮具有较好的生物和药物活性。因此，寻求经济、简便、高效地合成异吲哚酮类化合物的方法成为化学家们的焦点。本研究以季铵盐为促进剂，邻羧基苯甲醛、β-酮酸和氨水或伯胺进行水相三组分一锅脱羧加成、环化反应，高收率、高选择性地得到了异吲哚啉酮产物，建立了一个构建异吲哚酮衍生物的绿色新策略。根据实验结果，本文对反应的机理进行了推测。在克级产物的合成中，收率仍能与小量反应相同，表明体系的应用性较好。.3. 碱催化的脱羧加成反应合成异苯并呋喃酮类化合物.作为一类重要的杂环化合物，异苯并呋喃酮结构单元存在于许多天然产物中。由于具有广泛的生物及药物活性。因此异苯并呋喃酮的合成方法受到了广泛关注。本文以甘油为溶剂，研究了β-酮酸与邻羧基苯甲醛的一锅连续反应。通过该反应，高效、高收率地合成了一系列3-取代的异苯并呋喃酮类化合物。.4. 铜催化的不对称[3+2]环加成反应研究.本文以Ugi胺为原料，通过三步反应合成了一系列基于二茂铁骨架的、含有苯并咪唑和咪唑的具有平面手性和中心手性的P, S-配体；该类配体对空气和水都稳定。将该类配体被应用于铜催化的亚胺基乙酸酯与环状、链状不饱羰基化合物的不对称[3+2]加成反应。在手性铜试剂 (铜盐与手性P, S-配体原位络合) 的催化下，反应以高收率、立体专一性地得到endo型[3+2]环加成产物，非对映选择性通常>95/5，对映选择性通常>99% ee。