高效不对称催化反应及其在天然产物和手性药物合成中的应用研究

研究高效不对称催化反应及其在手性药物和天然产物不对称合成中的应用具有重要的理论和应用意义，它既可以为手性化合物的合成提供新颖、经济实用、环境友好的高效合成方法，又可以直接应用于具有重要生理功能的手性药物和天然产物的不对称合成。在不对称催化合成反应中，手性催化剂是控制对映选择性的决定性因素。我们将通过研究不同金属前体与多种手性配体的组合，以及添加剂、抗衡离子对反应的性能和对映选择性的影响，发展新颖、高效的催化剂体系及其高效的不对称催化新反应。将高效的不对称催化反应应用于手性药物和具有重要生物活性的天然产物的不对称全合成，发展相应的不对称合成方法学。开发具有自主知识产权的手性催化剂体系和手性合成技术，给社会带来经济效益的同时，推动我国手性科学技术的发展和应用、提高我国手性合成的综合实力。

手性物质，特别是手性药物等与我们的生活密切相关。手性催化是合成手性物质的重要方法，它一直受到重视，并被应用于手性药物的工业生产，为社会创造了财富，并使人类的生活更加美好。“高效不对称催化反应及其在天然产物和手性药物合成中的应用研究”重点项目瞄准国家对手性药物等的急需，并针对手性科学中“效率和选择性”等关键科学问题，开展了新型高效手性催化剂、不对称催化新反应和新方法，以及天然产物和手性药物不对称合成等创新研究。.经过四年的项目实施，我们在如下方面取得了重要研究进展：1）发展了仿生合成、收敛不对称歧化反应等新方法，实现了包括苯并噁唑嗪酮、喹喔啉、吡咯、吡啶等氮杂芳环化合物的高效不对称催化氢化，为手性含氮杂环化合物的合成提供了高效新方法；2）发展了苄胺类型的手性螺环铱催化剂和羧基导向提高对映面选择性的新方法，实现了alpha-取代丙烯酸、环状不饱和羧酸、beta,gama-不饱和羧酸、以及含偕二烷基或芳基乙烯结构的不饱和羧酸的高效不对称催化氢化，并成功将这些高效方法应用于手性药物萘普生等的不对称合成；3）基于手性双膦配体P-Phos的铜、钴、镍催化剂，建立了双芳基酮、卤代芳酮、不饱和脱氢氨基酸酯等的高效不对称催化硅氢化新反应，实现了手性醇、氨基酸衍生物等的高效合成；4）基于手性螺环双噁唑啉配体的铜、铁催化剂和手性螺环磷酸“手性质子梭”，并结合协同催化新方法的基础上，发展并建立了系列高效不对称杂原子氢键（X–H，X = N, O, S）插入新反应；5）基于高效的不对称催化合成新反应和新方法等，完成了天然生物碱Isatisine、松叶菊碱以及四氢大麻酚等的不对称全合成。以上研究成果已经发表SCI论文79篇，其中包括Acc. Chem. Res. 1 篇、Angew. Chem. Int. Ed. 14篇、J. Am. Chem. Soc. 7篇、Chem. Sci. 3篇。另外还申请中国专利9篇。相关研究成果发表后得到了国内外同行专家的高度评价。.由此可见，我们瞄准国家手性药物等的急需，并针对手性催化科学中“效率和选择性”等关键科学问题，开展的高效不对称催化反应及其在天然产物和手性药物合成中的应用的创新研究，取得了一些突破性的研究进展，促进了手性科学与技术学科发展，并提升了我国在该领域的研究水平，为我国手性药物的生产以及新药的发现提供了技术支撑。