金属钯或镍催化的卤代烷烃的不对称羰基化反应及应用研究

Carbonyl compounds bearing a stereogenic center at α position are one of the most important building blocks in medicinal industry, represented by anti-inflammatory drug Naproxen. It is highly desirable to develop novel and efficient methods to synthesize this type of chiral compounds. This study will focus on palladium or nickel catalyzed asymmetric carbonylation of alkyl halides. This project will solve this challenging issue based on the pioneering work of nickel catalyzed asymmetric cross-coupling of alkyl halides with organometallic reagents. The ultimate goal is to develop a new type of catalytic asymmetric carbonylation of alkyl halides via design of new type of chiral ligands. New chiral ligands and synthetic methods with intellectual property rights will be obtained during this research. And the new asymmetric carbonylation reactions will be applied in the synthesis of small molecular drugs.

邻位具有手性中心的羰基化合物，如消炎药萘普生，是医药工业中一类重要的合成砌块，发展新颖高效的方法合成这类化合物具有重要的社会意义和经济价值。本项目拟开展金属钯或镍催化的卤代烷烃的不对称羰基化反应研究。该项目拟在卤代烷烃不对称偶联反应的基础上，以一氧化碳为羰基源，卤代烷烃为研究对象，解决卤代烷烃的不对称羰基化反应这一挑战性课题。通过设计新型的手性配体，最终实现催化、高效的卤代烷烃的不对称羰基化反应。在该研究过程中希望获得具有自主知识产权的手性配体和合成方法，并把发展的新方法应用于药物分子的高效合成中。

我们围绕一氧化碳或二氧化碳为C1合成子来发展高效反应为目标，实现了一些新型反应。以一氧化碳为C1合成子，实现了钯催化的色胺类化合物的碳-氢胺羰基化反应。在较低的催化剂用量下，使用氧气为最终氧化剂，高效合成吲哚并六元环或吲哚并七元环的内酰胺类化合物，实现了四氢咔啉酮类天然产物strychnocarpine的合成。通过钯铜共催化的碳-氢胺羰基化/脱氢反应，实现了咔啉酮的高效合成。以二氧化碳为C1合成子，我们也实现了还原条件下碳-碳键和碳-氮键的同步构建，成功把二氧化碳还原为亚甲基官能团固定在含氮杂环化合物之中，高效合成了一系列螺环吲哚吡咯啉类化合物。这些反应为一氧化碳或二氧化碳为C1合成子来发展新型反应提供了新的思路。