不对称催化氢化去对称化反应及其在多手性中心和季碳手性中心构建中的应用

Due to the advantages of high efficiency, environmental friendliness, and good economy, asymmetric catalytic hydrogenation is considered to be one of the most valuable technologies for the industrial production of chiral drugs, pesticides and perfumes. However, traditional methodologies give rise to products with only one or two tertiary stereocenters (there is one hydrogen atom on the chiral carbon). Such reactions cannot provide products with more than two stereocenters and cannot be used to directly access quaternary stereocenters. To solve the above-mentioned problems, this application proposes a new asymmetric catalytic hydrogenation strategy via desymmetrization for the construction of multiple and quaternary stereocenters (99% yield, >99/1 de and 99% ee have been obtained for one of the reactions). It will provide new examples of asymmetric desymmetrization reactions and expand the application scope of asymmetric hydrogenations. Furthermore, it will provide a new practical technology for the catalytic asymmetric syntheses of related high value chiral products possessing multiple and quaternary stereocenters.

在手性药物、农药和香料等的合成领域，不对称催化氢化因其高效、绿色和经济的优点而被公认为是最具工业化应用价值的技术之一。但是，传统的不对称催化氢化只能获得一到俩个叔碳手性中心（手性碳上有且仅含有一个氢原子），而无法同时获得超过俩个手性中心，也无法直接获得季碳手性中心。鉴于此，本申请设计采用一种新的策略，即以去对称化方式的不对称催化氢化反应实现多手性中心或季碳手性中心的构建（目前在其中一个反应上已取得99%的产率、>99/1的非对映选择性和99%的对映选择性）。该课题的实现将丰富去对称化反应的类型，同时将拓展不对称催化氢化技术的应用范围，并为含有多手性中心和季碳手性中心的高附加值手性产品的合成提供全新的技术路线。

在课题组原有研究基础上，本项目围绕研究计划和预期目标，针对目前不对称催化氢化领域存在的一些不足和挑战，进行了一系列新反应、新底物和新催化剂等方面的开发研究。主要研究内容包括：（1）成功实现了不对称去对称化、动态动力学拆分、不对称氢解以及连续还原等形式的不对称催化氢化新反应的开发，开拓了不对称催化氢化技术在季碳手性中心和连续手性中心构建方面的新应用；（2）成功实现了β,β-双取代烯醇酯和烯酰胺以及硅基取代亚胺等不对称催化氢化新底物的开发，而且都获得了很好的对映选择性和反应产率，为相关手性产物的合成提供了全新的高效的方法；（3）成功实现了仅2,2’位取代的联苯双膦配体-铑配合物和富电子双膦配体-钴配合物催化体系的开发，进一步丰富了不对称催化氢化催化剂的研究范围，为相关反应的提效能和降成本提供了可行的方案。经过四年的研究，我们顺利并超额完成预期目标，为不对称催化尤其是氢化领域的研究开辟了新的研究方向，为复杂手性化合物的高效合成开发了更简单的方法。