碱土金属催化的新型烯丙醇重排反应研究

烯丙醇重排反应能直接得到饱和羰基化合物或Aldol加成产物，可避免由烯丙醇化合物经氧化（还原）、还原（氧化）反应等繁琐步骤所带来的环境污染。但反应往往需要价格昂贵或剧毒的过渡金属作为催化剂，或在强酸、强碱及高温回流等苛刻条件下才可进行，其应用受到极大限制。而过渡金属(尤其是重金属)残留亦成为日益严峻的药物安全问题之一，是制药工业中急需解决的关键问题。基于此，本项目拟发展一种温和条件下避免过渡金属使用的新型烯丙醇重排反应，即以环境友好的碱土金属催化γ-羟基烯酸酯的重排反应，原子经济性合成γ-羰基酯化合物的新方法，并将其用于合成一系列具有潜在生物活性的手性α/β-取代的γ-羰基酯及α-烯基取代的γ-丁内酯。项目涉及新型的双烯醇中间体的原位生成方法，具有较强的创新性和可行性，类似工作未见报道。据此可发展多种新型有机反应，具有较强的拓展性及应用性，可为建立较强延续性的研究体系奠定基础。

化学新反应和新试剂的发展是有机化学中两个最为重要的研究内容，尤其对于新药研发具有重要的意义。项目组发展了一种温和条件下环境友好的甲氧基镁催化γ-羟基烯酸酯的新型烯丙醇重排反应，能原子经济性合成一系列γ-羰基酯化合物；该方法具有广泛的底物适用性，分离产率高，所用催化剂来源广泛且廉价易得，能够避免过渡金属及剧毒品的使用；反应机理研究表明该重排反应经历了原位双烯醇中间体的生成。项目组继而对γ-羟基烯酸酯与醛的重排-加成串联反应进行了研究，获得了一系列α-高度官能团化的γ-羰基酯化合物。作为项目组对碱土金属催化双烯醇中间体生成和利用研究工作的重要提升和拓展，项目组发展了BINOL-镁多功能催化剂催化手性丁内酰胺的不对称合成新方法；该催化体系在各类不饱和体系的直接不对称加成中均取得了很好的立体选择性。.完成项目同时，以非天然氨基酸为导向，项目组发展了Salen-钛复合物催化由脂肪硝基烯高效不对称合成手性β-氰基硝基的新方法；该方法可放大量获得手性β-氰基硝基，经简单转换即可以35%的总收率得到手性N-Boc-β-氨基酸；首次通过原位核磁揭示该催化经由TMS-硝基酯中间体进行。项目组还发展了一种有机锌试剂对手性亚磺酰酯亚胺的不对称加成反应，能高产率和高立体选择性地获得各类手性α-氨基酸。.针对于获得具有广泛生物活性的杂环化合物,项目组开展了芳香杂环的直接官能团化研究。报道了苯并噻唑钠盐在氨基醇锂协同促进下对手性亚胺的高立体选择性加成，产物易于衍生得到光学活性的苯并噻唑类二芳香胺化合物；此外，项目组发展了铜盐催化的末端炔和活性硝基化合物氧化合成3,5-二取代异恶唑的新方法。.项目进行发现氘代甲氧基镁与非氘代甲氧基镁具有不同的反应性质，对照实验表明氘代甲氧基镁具有更强碱性，其在有机合成及不对称催化中将具有更广泛、更独特的应用价值。因而建议后续对氘代甲氧基镁的应用进行深入细致的研究，并开展氘-氢取代对手性催化剂或手性配体催化效能影响的相关研究，具有重要的理论和实际应用价值。.项目期间参加六届国内、国际学术会议，作口头报告一次，墙报两次；研究工作培养毕业硕士生三名；发表SCI论文5篇，总引用率25次；申请国家发明专利两项。.通过项目进行，项目组在有机合成新方法与机理研究方面积累了丰富经验，为基于化学特性的新药发现研究奠定了基础，对后续化学合成与药物化学的有机结合具有重要意义。