新型氮杂环卡宾催化SN2'取代反应构筑手性季碳中心研究

基本信息
批准号:21672170
项目类别:面上项目
资助金额:65.00
负责人:周岭
学科分类:
依托单位:西北大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:赵庆阳,胡玉龙,赵明,王媛媛,齐娟,杨慧,李小强
关键词:
有机催化手性季碳中心不对称合成碳键构筑亲核取代反应
结项摘要

Over the past decade, N-heterocyclic carbenes (NHCs) catalyzed organic reactions have attracted much attention, and some significant progress has been achieved. However, most of the reported NHC-catalyzed reactions are addition reactions; the substitution reactions remain sporadic, and there is no report on the asymmetric version. Recently, we have reported the first intramolecular NHC-catalyzed SN2' substitution reaction, further investigation revealed that cycloheptane thiazolium-derived NHCs containing N-aryl groups are crucial for this SN2' substitution reaction. Other NHCs such as imidazolium, triazolium salts didn’t match this reaction. When tri-substituted allylic aldehyde substrates were employed, the desired products were obtained with a quaternary carbon stereocenter. Unfortunately, there is no report on the preparation of such chiral NHCs. Thus, this project will design and synthesis of a series of new cycloheptane thiazolium-derived NHC precursors bearing axially chirality, the catalytic ability and the substitution reaction mechanism will be studied. Other intramolecular SN2' substitution reactions of α-leaving group substituted aldehydes and α,β-unsaturated aldehydes will be extended, as well as the intermolecular SN2' substitution reaction of fluorinated substrates. A series of catalytic system for the construction of quaternary carbon stereocenters will be developed based on the new NHCs catalyzed SN2' substitution reactions, which will provide new methods to incorporate quaternary stereocenters selectively in many organic molecules that are useful in medicine, agriculture and other areas.

氮杂环卡宾催化有机反应近年来取得了重要进展,但目前已报道的主要是加成反应;取代反应研究的较少,尚没有不对称催化取代体系报道。近期我们报道了首例氮杂环卡宾催化分子内SN2'取代反应,进一步研究发现N-芳基环庚烷并噻唑卡宾催化剂对SN2'取代反应具有独特的催化性能,其它如咪唑、三氮唑等类型卡宾催化剂不能匹配该反应。使用三取代烯丙基醛底物可以得到含季碳中心的预期产物,然而目前没有手性N-芳基环庚烷并噻唑卡宾催化剂的合成报道。基于此本项目拟发展一类新型含轴手性N-芳基环庚烷并噻唑卡宾催化剂,研究这类催化剂在取代反应中的反应性能及相关机理。考察其它底物如α位含离去基团的醛、α,β-不饱和醛的分子内SN2'取代反应,以及含氟底物的分子间SN2'取代反应。发展一系列基于新型氮杂环卡宾催化SN2'取代反应构筑手性季碳中心催化体系,为一些在医药、农业等领域有重要用途的含手性季碳中心化合物的制备提供新方法。

项目摘要

氮杂环卡宾催化有机反应近年来取得了重要进展,但目前已报道的主要是加成反应;取代反应研究的较少,尚没有不对称催化取代体系报道。本项目合成了一类新型含轴手性N-芳基环庚烷并噻唑卡宾催化剂,研究了这类催化剂在有机催化反应中的性能。首次实现了氮杂环卡宾催化三取代烯基醛的分子内不对称SN2‘’反应,高对映选择性的得到了一系列含有全碳季碳手性中心的苯并吡喃酮化合物。发展了氮杂环卡宾催化的α, β不饱和醛与亲电硫试剂的芳基硫醚化反应,氮杂环卡宾催化立体选择性糖苷化反应。以及氮杂环卡宾催化氢酰化/Stetter串联反应合成双苯并吡喃酮化合物,为含有此类骨架结构的天然活性产物提供了高效合成方法。基于有机小分子催化及构筑季碳手性发展了一些新的合成方法学,如有机催化萘酚不对称芳基化及硫芳基化去芳构化反应构筑手性季碳中心。手性磷酸催化的串联不对称Prins环化反应,[3+2]、[4+2]环加成反应及中心手性向轴手性转变,氧化脱氢环化反应等。本项目资助下,已发表研究论文20篇,包括Chem. Sci. (1篇),Org. Lett. (11篇),Chem. Eur. J. (2篇),Adv. Syn. Cat. (2篇),J. Org. Chem. (1篇),应邀在Asian J. Org. Chem.和Chem. Asian J.撰写综述论文2篇;获中国发明专利授权3项。培养研究生12名,其中博士生3名,硕士生9名。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
2

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

DOI:10.11834/jrs.20209060
发表时间:2020
3

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
4

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

DOI:10.5846/stxb201912262800
发表时间:2020
5

生物炭用量对东北黑土理化性质和溶解有机质特性的影响

生物炭用量对东北黑土理化性质和溶解有机质特性的影响

DOI:10.19336/j.cnki.trtb.2020112601
发表时间:2021

周岭的其他基金

批准号:21203148
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51609106
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11901470
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51266014
批准年份:2012
资助金额:48.00
项目类别:地区科学基金项目

相似国自然基金

1

氮杂环卡宾催化二氟烷基取代的手性季碳中心的构筑反应

批准号:21662029
批准年份:2016
负责人:杜广芬
学科分类:B0106
资助金额:41.00
项目类别:地区科学基金项目
2

氮杂环卡宾催化的不对称去对称化反应构筑季碳手性中心

批准号:21502192
批准年份:2015
负责人:杨爽
学科分类:B0106
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
3

氮杂环卡宾催化的新型有机反应研究

批准号:21172021
批准年份:2011
负责人:成莹
学科分类:B0106
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
4

氮杂环卡宾催化碳-碳不饱和键反应研究

批准号:21272237
批准年份:2012
负责人:叶松
学科分类:B0106
资助金额:80.00
项目类别:面上项目