手性Salen配合物催化与底物诱导的不对称多组分Kabachnik-Fields反应

α-氨基膦酸及其衍生物一直是有机化学领域研究的热点之一。本项目从不对称催化、底物诱导，立体专一性三个方面，对多组分Kabachnik -Fields反应的立体化学展开研究：采用手性Shiff碱金属配合物（Salen）催化不对称Kabachnik -Fields反应，实现一锅不对称催化多组分反应，填补手性Shiif碱金属配合物催化多组分不对称反的空白，丰富和拓展Kabachnik -Fields反应；利用五元、六元环状亚磷酸酯的空间优势构象实现光学活性的α-氨基膦酸的合成，通过研究影响立体对映选择性的因素，揭示反应空间构象对α-氨基膦酸合成的立体选择性的影响规律，实现立体专一性不对称合成α-氨基膦酸，建立一种立体专一性合成手性α-氨基膦酸及其衍生物的新方法；采用手性底物辅助诱导不对称合成α-氨基膦酸，实现在三组分一锅反应中使用两组分手性底物诱导多组分不对称反应，提高目标产物的立体对映选择性

α-氨基膦酸及其衍生物作为天然氨基酸的含磷类似物具有广泛的生物活性，特别是α-氨基膦酸及其衍生物不对称催化合成是近年来有机合成化学的研究热点之一。首先，本项目主要以联二萘为手性骨架和五种手性氨基酸为原料形成的Shiff碱为金属配体，通过与过渡金属形成配合物催化Kabachnik–Fields多组分反应，实现一锅合成手性α-氨基膦酸及其衍生物。分别研究了以手性β，β’-联二萘酚为原料衍生的（S）或（R）-3,3’-二甲酰基-2,2’-二羟基-1,1’-BINOL中间体与色氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸等五种氨基酸形成Schiff碱，再分别与过渡金属Mn(III) 、Ti(IV)、 InCl3、Zn(OAc)２形成Salen配合物进行催化以水杨醛、芳香胺和二苯基氧磷为原料的Kabachnik-Fields反应。对反应条件如温度、溶剂、物料配比等进行了优化，对催化剂的对映选择性和活性进行了筛选，发现过渡金属Mn（III）与BINOL手性色氨酸西弗碱的Salen络合物催化效果较好，ee值最高为80.4%。其次，研究了邻-氨基苯酚、靛红（活泼酮）和苯基二氯化膦进行反应，合成了P，N, O六元吲哚螺杂环化合物，讨论了六元过渡态的椅式构橡对反应产物区域选择性和立体选择性的影响，发现了该反应具有高度的区域选择性，主要以反式（Trans）构型生成了目标产物。再次，还拓展性地研究了水杨醛、芳香胺、亚磷酸三苯酯为原料，对甲基苯磺酸为催化剂的水相Kabachnik-Fields反应，发现该反应能够在水相中高效发生，实现了绿色化的方法进行Kabachnik-Fields的反应，但产物没能按预期设想的进行分子内酯交换形成五元环化合物。同时在对上述实验研究中生成的具有良好结晶性能的产物都进行了单晶培养并作了Ray-X衍射研究，分析了他们的结构参数和绝对构型，进一步佐证了研究结构。项目取得了较显著地研究成果，在国内外重要的专业学术刊物发表SCI收录论文8篇，全国学术会议论文4篇，培养硕士研究生2名。