有机催化不对称合成手性内酰胺

Optically active nitrogen-containing heterocycle skeleton is widely present in natural products and bioactive molecules. Especially, chiral lactam constitutes the core structure of antibiotic medicines. Therefore, the development of highly efficient synthetic methods for facile access to such optically active lactam heterocycles is of great scientific significance and practical value. This project aims at developing several highly regio-, chemo-, enantio- and diastereoselective asymmetric domino reactions for the construction of optically active β-, γ-, and δ-lactams as the representative of chiral nitrogen-containing fused heterocycles in the presence of organocatalysis with taking full advantages of the diversity of structure and reactivity of cis-imines. Meanwhile, a better understanding of these tandem processes through a thorough study of reaction mechanisms will provide new insights for the discovery of new products and even the design and development of new reactions. The implementation of this project will not only expand organocatalytic asymmetric domino reactions of cis-imines and enrich the synthetic means of chiral lactams, but also have certain enlightenment on the design of potential bioactive molecules and medicinal chemistry.

光学活性的含氮杂环骨架广泛存在于天然产物和生物活性分子中，手性内酰胺更是抗生素类药物的核心结构。因此，探索新颖的反应方法学来高效的制备这类光学活性的内酰胺等手性含氮杂环具有重要的科学意义和应用价值。本项目旨在以有机催化为核心手段，充分利用顺式亚胺丰富的结构和反应特性来开发几类新颖的多米诺反应，高区域，化学，立体选择性的构建以光学活性的β，γ，和δ-内酰胺为代表的手性含氮稠杂环；研究反应机理，加深对上述反应历程的理解，从而为新型结构的发现，新反应的设计开发提供源泉。本项目的实施将一定程度上拓展顺式亚胺的有机催化不对称多米诺反应，丰富以内酰胺为代表的手性含氮杂环的合成手段，对潜在的生物活性分子研发和药物化学也有一定的启示意义。

光学活性的含氮杂环广泛存在于天然产物、生物活性分子和手性配体/催化剂中。因此，探索高效的有机合成方法学来制备这类手性化合物具有重要的科学意义和应用价值。本项目以有机催化为核心手段，探索了两种代表性的顺式亚胺（假吲哚和二苯并氧氮杂卓）与不同试剂的反应，高立体选择性的构建了几类新颖的手性氮杂环，对反应机理和立体作用模型以及产物的衍生化进行了研究，拓展了顺式亚胺的有机催化不对称多米诺反应，丰富了手性含氮杂环的合成手段。主要包括：1）手性磷酸催化的假吲哚与α-苯并噻唑基-2-砜基羰基化合物的不对称Mannich-Smiles重排串联反应；2）金鸡纳碱-硫脲催化剂促进的假吲哚和二苯并氧氮杂卓两种顺式亚胺的不对称氮杂-亨利反应；3）布朗斯特酸催化的假吲哚，吖内酯和水的三组分串联反应及其催化不对称过程的探索。此外，我们设计了手性磷酸催化的阻转选择性Friedländer反应，从简单的芳基酮和活泼亚甲基化合物出发，以良好到优秀的产率和对映选择性首次合成了一系列结构多样的轴手性4-芳基喹啉衍生物，扩展了目前轴手性六元氮杂联芳基骨架的合成方法。