基于异腈的不对称串联反应合成复杂手性杂环化合物

Efficient and elegant syntheses of complex hetereocycles with multiple stereocenters continue to be important in both academic and industrial laboratories. This project intends to investigate the organocatalyzed or cooperative Lewis acid/Lewis base bifunctional catalytic system catalyzed asymmeric tandem reaction between isonitriles and novel poly-functionalized electrophiles, such as 2-substituted 3-oxo-1,4-dienes, 1-alkenoyl-1-acyl(amido)-cyclopropanes (or epoxides and aziridines)and 1-alkenoyl-1-electron deficient alkenyl substituted cyclopropanes (or epoxides and aziridines. The main object of this research is to access to the one-pot synthesis of complex heterocycles with multiple stereocenters in high stereoselective and excellent enantioselective manner through fine-tunning of catalytic systems and reaction conditions. This research can not only help to further undertand the mechanim of organocatalysts and cooperative catalysts, extend the scope of asymmetric tandem reaction, but also to lay a certain foundation for designing and developing novel catalytic system and exploring the novel asymmetric tandem reaction in the furture.

带有多立体中心的复杂手性杂环化合物的有效和简便合成一直是有机化学的研究热点之一。本项目拟以异腈为亲核试剂，通过选择结构新颖的多位点亲电体，如2-取代的1,4-二烯-3-酮，1-烯酰基-1-酰(胺)基环丙烷（环氧乙烷、吖啶）及取代的1-烯酰基-1-贫电子烯基环丙烷（环氧乙烷、吖啶）等，系统研究有机分子催化或Lewis酸/Lewis 碱双官能协同催化的不对称串联反应。通过对催化体系和反应条件的系统优化和精确调控，以一锅煮的方法合成高立体选择性和高对映选择性的多手性中心的复杂含氮杂环化合物。通过这方面的研究，不但可以加深我们对有机分子催化和协同催化作用机理的认识，拓展不对称串联反应的范围，而且可为今后设计和发展新型的有机分子催化剂和协同催化体系，开发新型的不对称串联反应奠定基础。

本项目旨在研究基于异腈，特别是异氰基乙酸酯的不对称串联反应合成一系列具有潜在生物活性的复杂手性杂环化合物。围绕项目计划书(21272067)所列研究目标和研究内容，我们对有机分子或有机分子/金属协同催化的异氰基乙酸酯与多位点亲电试剂 (1,4-二烯-3-酮、1-烯酰基-1-酰(胺)基环丙烷)的不对称串联反应进行了初探。此外，系统研究了有机分子或有机分子协同催化的异氰基乙酸酯与C=O, C=N, N=N, C=C双键以及硫代试剂的不对称加成或不对称加成-环化串联反应，总结了催化体系，反应温度，亲电试剂的活性对反应选择性的影响，丰富和发展了异氰基乙酸酯参与的不对称反应的类型，合成了若干具有潜在生物的手性杂环化合物，为今后筛选其生物活性奠定了基础。本项目共发表SCI 论文8 篇，专利授权1项，公开1项，培养毕业硕士研究生8人，还有一部分工作已基本完成，论文正在整理中。完成了项目的预期目标。