手性二胺金属配合物催化亚胺的不对称氢化反应及相关机理研究

亚胺及含氮芳香杂环化合物的不对称氢化是生成手性C-N键的最有效方法之一，但它们的不对称催化氢化，尤其是含氮芳香杂环化合物的氢化是目前不对称催化研究领域的难点。本项目拟采用手性二胺金属配合物为催化剂，通过利用反应动力学、同位素效应、计量反应化学、NMR谱学分析及计算化学等各种手段，深入研究Ru(TsDPEN)催化的喹啉及环状富电子亚胺的不对称氢化的反应机理，从分子水平认识氢化反应过程，阐明手性诱导、传递与放大的本质；在机理研究结果的基础上，拓展反应底物的范围和类型，发展稳定高效的非膦手性催化剂新体系，力争在1-2类挑战性含氮芳杂环底物的不对称氢化中取得特破，建立与发展合成手性含氮化合物的新方法。

亚胺及含氮芳香杂环化合物的不对称氢化是生成手性C-N键的最有效方法之一，但它们的不对称催化氢化，尤其是含氮芳香杂环化合物的氢化是目前不对称催化研究领域的难点。本项目采用手性二胺金属配合物为催化剂，通过催化剂体系的优化，实现了以下几类挑战性底物的高效不对称氢化反应，并揭示了喹啉催化氢化的反应机理。第一，实现了系列2-烷基-、2-芳基、2-功能基以及2，3-二取代喹啉衍生物的高效、高对映选择性氢化反应（EE值高达>99%, TON高达5000）；第二，通过研究当量反应、同位素实验、反应中间体的表征，以及结合理论计算等工作，揭示了喹啉氢化反应的过程、H-和H+的转移机制以及对映选择性产生的本质；第三，实现了2-烷基、2-芳基和2，3-二取代喹喔啉衍生物的高效、高对映选择性的氢化（EE值高达99%, TON高达1000）；第四，实现了系列N-烷基开链和环状亚胺的的高效、高对映选择性氢化反应（EE值高达99%, TON高达2000）；第五，首次实现了2,4-二芳基-和2,4-二烷基取代1,5-苯并二氮杂卓类底物的高效、高对映选择性的氢化（EE值高达>99%, Dr值>20:1），并发现了催化剂抗衡阴离子导致的产物手性反转。项目圆满完成了计划研究任务、实现了预期目标；已经发表论文11篇，中国发明专利申请2项；参加学术会议并作邀请报告6次；毕业博士研究生3人。