氮杂环卡宾催化的醛极性反转反应研究

本项目拟研究氮杂环卡宾催化的醛类化合物极性反转反应。发展一些新颖的氮杂环卡宾催化的醛极性反转反应类型，通过设计合成手性氮杂环卡宾催化剂，发展出几个高选择性的醛极性反转反应方法学。在这一过程中设计合成具有自主知识产权的手性氮杂环卡宾催化剂，发展具有实用性的反应方法学。

本课题在国家自然科学基金委面上项目（批准号：20972177）的支持下，2010至2012年度的工作进展基本按照计划顺利进行，在1）手性氮杂环卡宾（NHCs）催化剂的设计以及应用；2）手性氮杂环卡宾（NHCs）催化的醛极性反转反应实现芳香体系的间接不对称去芳构化；3）氮杂环卡宾（NHCs）催化的串联反应等方面取得了一些研究成果。另外，还受Curr. Org. Chem.邀请撰写了氮杂环卡宾（NHCs）催化α-官能团化醛的氧化还原反应的综述。.首先在手性NHCs催化剂的设计以及应用方面，设计合成了一系列基于樟脑骨架的结构全新的NHCs催化剂。在前期工作中，这些催化剂在分子内醛酮的benzoin反应中以及在不对称分子内Michael加成串联反应中都被证明有很好的催化效果。在本项目中，我们利用自己发展的樟脑骨架的手性三唑盐，1）高效地实现了不对称分子内Stetter反应，得到苯并吡喃酮类化合物；2）高效地实现Breslow中间体在被氧化剂氧化为acylazolium ion后，接受软亲核试剂的进攻从而进行后续的Michael加成反应，得到在合成中非常有用的二氢吡喃酮类化合物；3）高效地实现了不对称分子内醛酮的交叉benzoin反应，得到具有季碳手性中心的二氢喹啉酮衍生物。同时，还设计合成了一系列由1,2-二苯基乙二胺衍生的手性三唑盐，这些NHCs前体可以1）在碱的存在下，高效地实现分子内不对称Stetter反应，得到苯并吡喃酮类化合物；2）应用于氧杂亲双烯体的Diels-Alder反应中，合成一系列反式3，4-二氢吡喃酮类化合物。 在设计合成催化剂的同时，我们还结合苯酚衍生物的氧化去芳构化和手性NHCs催化的分子内Stetter反应所实现的环己二烯酮的不对称去对称化，间接地实现了苯酚体系的不对称去芳构化。对于NHCs催化的串联反应，成功地实现了aza-Benzoin/Michael的串联，构筑了二氢茚酮类化合物。值得一提的是，在该反应中，亚胺前体α碳在反应中相继作为亲电、亲核试剂。而这是一类非常有趣而少见的反应模式。.在项目执行期间，我们的研究工作顺利进行，在NHCs催化的醛极性反转反应研究方面取得了一些成果和研究经验。在项目结题之际，我们还有一些工作正在整理发表或进行之中。这些研究成果为氮杂环卡宾设计合成提供了新的理念，同时提供了一些高效的不对称催化新方法。