金属催化1,3-丁二烯的三组分自由基不对称加成反应

The selective difunctionalization of feedstock 1,3-butadiene is an active research project because the resulting homoallylic products are valuable material in many areas. However, despite the progress achieved, the radical initiated reaction pathway is rarely investigated due to the highly reactive allylic radical intermediate. The goal of this project is to establish a novel asymmetric three-component coupling reactions involving 1,3-butadienes, various radical initiators including fluorinated haloalkanes, and electrophiles such as carbonyls, imines and carbon dioxide to give optically pure homoallylic compounds. A bimetallic catalysis is proposed to facilitate the reaction cascade including the radical generation, the reduction of the highly unstable allylic radical species to relative steady allylic anion and subsequent nucleophilc allylation. A suitable chiral N-Pincer ligands are expect to induce the high enantioselectivity. The application of this methodology in synthetic and pharmaceutical chemistry is anticipated.

廉价化工原料1,3-丁二烯的高选择性转化是当今有机化学领域一个具有挑战性的研究热点，因为转化得到的高烯丙基类化合物在合成，材料及药物化学上都有广泛的应用。但是基于1,3-丁二烯的自由基官能团化反应研究较少，这是由于关键的烯丙基自由基中间体高度活泼，很难调控来实现高选择性转化。本项目拟设计发展双金属催化体系，由一个金属实现廉价易得自由基前体包括氟卤烷烃在温和条件下产生自由基并与1,3-丁二烯结合。开发合适的手性配体，与共催化金属配合实现高活性的烯丙基自由基中间体的可控还原并与特色亲电试剂包括醛酮羰基，亚胺和二氧化碳等不饱和双键的立体选择性加成，得到高附加值的有重要应用的光学纯高烯丙基类化合物。

廉价化工原料1,3-丁二烯的高选择性转化是当今有机化学领域一个具有挑战性的研究热点 ，因为转化得到的高烯丙基类化合物在合成，材料及药物化学上都有广泛的应用。卤代烃是重要的有机合成原料和中间体，其种类繁多、数量庞大、结构多样，性质可调，是产生烷基自由基的重要前体。但是基于1, 3-丁二烯的自由基官能团化反应研究较少，这是由于关键的烯丙基自由基中间体高度活泼，很难调控来实现高选择性转化。卤代烷烃自由基型的精准转化也有较大的挑战性。本项目以及课题组整体研究紧密围绕1,3-丁二烯及卤代烷烃的高附加值精准转化开展工作。发展新型催化体系，开发新颖手性配体，实现了系列有价值的转化。具体总结为以下两个方面：发展了铬催化卤代烷烃对醛的不对称加成反应构建各种手性二级醇,包括成功实现了拟研的1,3-丁二烯、卤代烷烃和醛三组分自由基不对称加成反应；利用阴离子型三齿配体配位的铜催化剂在可见光激发下生成具有还原性的铜物种等更加绿色环保的过程，初步实现了铜催化卤代烷烃参与不对称碳碳成键反应。在本基金的资助下，申请人目前已发表标注基金号通讯作者论文23篇，获批中国专利两项。其中论文包括: J. Am. Chem. Soc.（1）；Angew. Chem. Int. Ed.（2）；Nat. Commun. (1); ACS Catal. (1);Chem. Sci. (3); 论文他引512次。