有机小分子催化合成轴手性化合物研究

Axial chirality is widely present in natural products, biologically active molecules, chiral ligands and organocatalysts. Asymmetric catalysis is one of the most efficient approaches for the preparation of axially chiral compounds. Over the past decades, organocatalysts, which feature simple structure, convenient operation, easy to preparation and removal, have met great success in asymmetric synthesis. Recently, the organocatalytic construction of axially chiral compounds has attracted chemists’ attention. We have been engaged in the studies of N-heterocyclic carbene (NHC) catalyzed reactions. Moreover, we have realized the NHC-catalyzed construction of multi-substituted benzenes. On the basis of our previous work, we plan to synthesize the axially chiral compounds via (1) synthesis of new aromatic ring, (2) enantioselective construction of the Ar-Ar bond, (3) asymmetric functionalization of the existed aromatic ring, such as desymmetrization and (dynamic) kinetic resolution under the organocatalysis. The research will develop several new strategies for the efficient and highly enantioselective synthesis of axially chiral compounds, providing new strategies of catalytic chemical transformations, and thus lay the foundation for the subsequent studies of axially chiral compounds.

轴手性广泛存在于天然产物、生物活性分子、手性配体和有机小分子催化剂中。不对称催化是制备轴手性化合物最有效的方法之一。有机小分子催化剂具有结构简单、操作简便、易于制备和除去等特点，经过几十年的发展，已在不对称合成中取得了显著成绩。近来，有机小分子催化构建轴手性化合物逐渐引起了化学家们的关注。申请人在近几年一直从事卡宾催化反应研究，并实现了卡宾催化下多取代苯的合成。在此研究基础上，项目拟利用卡宾等有机小分子催化剂，通过以下策略合成轴手性化合物：（1）构建新芳环；（2）立体选择性形成连接芳环的碳碳键；（3）在已有芳环上进行不对称官能团化，如去对称化、（动态）动力学拆分等。研究有望发展若干高效、高立体选择性合成轴手性化合物的新方法，发展催化转化新体系，为轴手性化合物的后续研究奠定基础。

轴向手性联苯骨架普遍存在于天然产物、手性配体和有机催化剂中。 然而，通过卡宾催化从头构建芳环同时引入轴向手性的方法，对映选择性合成轴手性联苯化合物的研究还不成熟。卡宾催化高效合成轴手性邻位四取代联苯化合物仍是一个未解决的问题。我们发展了通过卡宾催化烯醛和2-苄基苯并噻吩/苯并呋喃-3-甲醛经[2+4]环化、脱羧和氧化芳构化同时中心向轴手性转化，对映选择性合成轴手性苯并噻吩/苯并呋喃类联苯化合物的方法。该方法为新型轴向手性苯并噻吩/苯并呋喃联苯化合物的合成提供了一种高效、通用的方法，具有较高的对映选择性，适合于邻位四取代联苯的合成。我们还发展了卡宾与镍协同催化醛与1,3-丁二烯的氢酰化反应。经卡宾催化O-酰化，实现了α-三氟甲基半缩胺的动态动力学拆分。实现了卡宾催化烯醛与3-次甲基氧化吲哚的1,6-Michael加成反应，对映选择性合成了3,3-二取代氧化吲哚类化合物。.发展的通过卡宾催化合成苯环，对映选择性合成轴手性苯并噻吩/呋喃衍生的联苯化合物的方法为卡宾催化构建其他类型的轴手性化合物提供了新思路。项目共发表SCI论文5篇。