新型氢键给体有机催化剂的合成及其在对映选择反应中的应用

从1,2-环己二胺、金鸡纳生物碱、Betti碱、Ugi碱、L-氨基酸等旋光源出发合成两类新型氢键给体型双功能手性（硫代）磷酰二胺和三类新型双功能手性硫脲，并将它们作为有机催化剂用于不对称Aza-Henry反应、硝基烯的不对称Michael加成反应、不对称MBH及aza-MBH反应、联烯的不对称[3+2]环加成反应以及烯烃的不对称环氧化反应。初步探讨催化剂结构与活性的关系，寻找高活性催化剂。通过这些研究发现新型氢键给体有机催化剂，扩展磷有机催化剂在对映选择反应中的应用，为天然产物、手性药物、农药及其它光学活性合成中间体的合成提供实用的新方法。

本项目围绕手性催化剂的合成及其应用开展研究，取得了以下几方面创新性成果：1.设计合成了新型基于硫代磷酰胺结构单元的新型氢键给体催化剂，其中衍生自1,2-环己二胺和1,2-二苯基乙二胺的伯胺-硫代磷酰胺催化剂在丙酮与硝基烯的不对称Michael加成反应中取得了很好的结果，ee值最高分别达到97%和>99%，后者还能通过简单的相分离实现回收再用而并不影响其催化活性和选择性。2.设计合成了新型手性叔胺-硫代膦酰二胺催化剂，在2-羟基-1,4-萘醌对硝基烯的不对称Michael加成反应中实现了完美的立体控制，得到了几乎光学纯的Michael加成产物。此外，这类催化剂在丙二睛与官能团化硝基烯的不对称串联Michael加成/环化反应中也表现出了不错的催化活性。3.利用双功能手性硫脲和方酰胺催化剂分别实现了酮-硝基烯和酮-烯酮的分子内不对称Michael加成反应，反应的非对映选择性分别高达98/2和97/3，对映选择性均高达>99%ee。提供了一条便利地构筑光学活性二氢苯并呋喃环的新方法。4.使用beta,gama-不饱和alpha-羰基膦酸酯作为alpha,beta-不饱和羧酸酯替代物，在手性硫脲和方酰胺的催化下分别实现了2-羟基-1,4-萘醌和4-羟基香豆素的不对称Michael加成，经后续的亲核取代得到了相应的3-取代羧酸衍生物，产物ee值分别高达>99%和97%。