基于2-烯丙基苯胺氧化脱氢的催化不对称环加成反应研究

The development of stereoselective asymmetric catalysis with atom- and step-economy has been a research topic of interest in organic synthesis. There is a great increase in palladium catalyzed allylic C-H bonds functionalization in recent years. In addition, continuous attentions from chemical community have been paid to the palladium catalyzed asymmetric allylic C-H bonds functionalization. This proposal will be focused on the catalytic asymmetric cycloaddition based on the oxidative dehydrogenation of 2-allylaniline derivatives by combination of palladium catalyzed allylic C-H bonds functionalization with asymmetric cycloaddition, including: catalytic asymmetric [4+1], [4+2], [4+3] cycloadditions and [6+1] cycloaddition based on oxidative dehydrogenation . These new methods on constructing chiral molecules with functional groups and structure diversities will be applied to the enantioselective total synthesis of nature alkaloids tryptanthrin family.

发展兼具原子经济性和步骤简洁性的高立体选择性不对称催化反应是当今有机合成化学的研究目标。金属钯催化的烯丙位C-H活化策略近年来得到极大的发展。其中，金属钯催化的不对称烯丙位C-H官能团化反应是目前重的要研究方向。本项目针对该领域中存在的问题，将金属钯催化的烯丙位C-H活化策略和不对称环加成反应策略相结合，发展了一系列基于2-烯丙基苯胺氧化脱氢的催化不对称环加成反应，主要包括：（1）氧化脱氢不对称 [4+1]环加成反应;(2)氧化脱氢不对称[4+2]环加成反应;(3)氧化脱氢不对称[4+3]环加成反应;(4)氧化脱氢[6+1]环加成反应。通过调节手性配体的结构和氧化体系的组成，来实现手性分子官能团和结构多样性地构建。这些方法将为生物活性天然生物碱色胺酮家族分子的不对称合成提供新策略。

我们设计了多种金属络合物和有机小分子参与的不对称催化环加成反应，对映选择性地构建了结构复杂多样的具有潜在生物活性的多种手性杂环骨架。主要研究了2-烯丙基苯胺衍生物作为金属络合物稳定的1,4-偶极子前体参与不对称环加成反应。发展了2-烯丙基苯胺衍生物与异氰酸酯的催化不对称[4+2]环加成反应，对映选择性地构建了具有潜在生物活性的二氢喹唑啉酮结构；同时也开发了2-烯丙基苯胺衍生物于对苯醌类化合物之间的[4+2]环加成反应/逆Mannich串联反应。在此基础上，我们也开发了其他系列金属络合物稳定的1,3-偶极子，并将它们成功应用于多种不对称环加成反应中。例如，我们实现了金属Pd/Ir催化乙烯基氮杂环丙烷与对苯醌甲基化物衍生物的[4+3]环加成反应；发展了金属Ir催化乙烯基环丙烷与2-吲哚醇衍生物的区域选择性[3+3]环加成反应；开发了金属Pd催化烯丙基吲哚衍生物参与的[3+2]环加成反应。同时，我们也实现了多种有机小分子催化的不对称[3+2]和[4+2]环加成反应，高对映选择性地合成了手性四氢喹啉，手性3-氨基氧化吲哚，手性六氢吲哚啉和手性二氢吡咯化合物。