双功能金属镁催化的氮杂环丙烷的不对称开环反应研究

Catalytic asymmetric ring-opening reaction of aziridines is a direct and efficient route to build enantioenriched amino motifs with different cyclic structures. In this context, tremendous works on desymmetrization of meso-aziridines have been well documented with the development of different powerful catalysis strategies. However, to date, the studies of enantioselective ring-opening reactions of aziridines are major limited to the utilization of hetero-atom type nucleophiles, such as TMSN3, amines, alcohols, thioalcohols, acids, phosphates and halogens, On the other hand, the utilization of carbon type nucleophiles are relatively less developed. Herein, we plan to design novel ring-opening reactions of aziridines using latent chiral carbon type nucleophiles in the catalytic asymmetric ring-opening reactions of aziridines that could build more stereocenters in one step reaction.

对氮杂环丙烷的不对称开环反应是构建含有多种环系结构的手性胺模块的高效途径。目前在这个研究领域，对含有对称结构的氮杂环丙烷的去对称化反应已经有了大量的文献报道，并发展了多种有效的催化体系。但是，至今为止，对于氮杂环丙烷的不对称开环反应的研究主要局限于应用杂原子类的亲核试剂，如叠氮类化合物、胺、醇、硫醇、酸、膦酯以及卤素等，相反在另一方面，应用碳原子类亲核试剂的工作还十分有限。在此项目中，我们计划设计新型的氮杂环丙烷的不对称开环反应，应用更多的潜手性的碳族亲核试剂于此类反应中，可以一步构建含有多个立体中心的手性胺结构片段。

复杂手性胺结构的高效构建在活性药物分子及小分子催化剂及天然产物研究中具有重要意义。对氮杂环丙烷的不对称开环反应是构建含有多种环系结构的手性胺模块的高效途径。然而，基于碳原子亲核试剂对氮杂环丙烷的研究十分有限。在此项目中，我们设计了完成了多种新型的氮杂环丙烷的不对称开环反应，应用更多的潜手性的碳族亲核试剂及官能团化的胺类亲核试剂于此类反应中，可以一步构建含有多个立体中心的手性胺结构片段，以用于构筑相应的药物骨架结构，手性非天然氨基酸及相应手性胺衍生的有机催化剂等。因此本项目的研究内容具有基础探索和推广应用的实际意义。..在项目执行期间，我们实现了多种亲核试剂对氮杂环丙烷的不对称开环反应，例如包括吡咯修饰的氧化吲哚、多氮杂环、萘酚化合物的碳氧位点选择性反应、及异氰酸酯类的亲核试剂等，应用以上的反应，我们可以快速高效的构建多种多官能团修饰且具有多个手性中心位点的手性胺立体结构，且部分用于非天然氨基酸的不对称合成中。在多种手性胺的不对称构建中具有重要的基础研究意义。此外，在项目执行期间，我们还基于金属镁等原位催化剂，实现了多种其它类型的不对称催化反应研究。