钯催化“硬”碳亲核试剂的不对称分子内烯丙基烷基化反应及应用研究

The project foucuses on the palladium-catalyzed asymmetric intramolecular allylic alkylation reaction with "hard" carbon-nucleohiles, affording the carbocycles and heterocycles with multi chiral centers.The inluences of the structure of the substrates, the hard carbanions, as well as the chiral ligand, the solvents, the temperature, and the additives on the reaction will be investigated to understand the reaction and to imporve the efficiency and the selectivities of the reaction. The applications of the intramolecular asymmetric allylic alkylation reaction in natural products synthesis will be studied. With this research, more understanging of the transition metal-catalyzed asymmetric allylic alkylation reaction will be provided and the simple and efficient protocol for the synthesis of cyclic comppounds bearing multi chiral centers will be developed.

研究钯催化下"硬"碳亲核试剂的分子内不对称烯丙基烷基化反应，生成含多个手性中心的碳环或杂环化合物。考察底物结构类型、"硬"碳亲核试剂、手性配体不同骨架以及电子和立体因素，溶剂，温度，添加剂等因素对于该反应的影响，致力于反应的理解和反应效率包括反应选择性的提高。研究该分子内不对称烯丙基烷基化反应在天然产物合成中的应用。由此增加对金属催化不对称烯丙基烷基化反应的理解，拓展其应用途经，发展简单，高效的合成含多手性中心的环状化合物的方法。

以多种“硬”碳负离子为亲核试剂，研究了钯催化分子内不对称烯丙基烷基化反应以及Michael加成-分子内烯丙基烷基化反应。以SIOCPhox为配体，实现了酮的烯醇离子为亲核试剂的钯催化分子内不对称烯丙基烷基化反应，以中等到良好的产率以及优良的非对映选择性和对映选择性得到了2,3-二取代茚酮。发现溶剂对反应有重大影响，DME为溶剂时得到的是氧进攻产物，而使用乙二醇单甲醚为溶剂则得到所需的碳进攻产物。研究了各种烯基三圆杂环与缺电子烯烃的钯催化不对称Michael加成-分子内烯丙基烷基化反应，在以烯基氮杂环丙烷为原料，钯催化下与α，β-不饱和酮反应高非对映选择性及对映选择性地得到了3，4-二取代四氢吡咯化合物，实现了第一例单活化缺电子烯烃与烯基三圆杂环的过渡金属催化高非对映选择性及对映选择性环化反应。以此为基础，进一步实现了烯基环氧为原料与β-取代-α，β-不饱和酮的钯催化高非对映选择性及对映选择性环化反应，高收率、高选择性地得到了2，3，4-三取代四氢呋喃衍生物。与计算化学家合作进行的DFT计算显示在这反应中Michael加成是可逆的，分子内烯丙基烷基化一步决定了反应的立体化学。DFT计算还显示了不同取代类型α，β-不饱和酮的不同反应活性。这些计算很好地解释了实验现象，为这一反应的进一步研究提供了理论上的依据。