π-Lewis酸/手性Brønsted酸联合催化的不对称串联反应研究

Transition metal/chiral organo catalyst binary system has become a powerful and general platform for asymmetric synthesis. This novel catalytic mode utilizes the advantages of both catalysts, using a transition metal catalyst to activate relatively inert chemical bonds and a chiral organo catalyst for stereo-control at the same time. This project aims at developing new cascade reactions employing π-Lewis acid /chiral Brønsted acid binary system. These reactions include: (1) alkynol cyclization/asymmetric nucleophilic addition reaction for the efficient synthesis of chiral tetrahydro-2H-pyrans; (2) alkynyl aldehyde cycloisomerization triggered asymmetric Diels-Alder reaction to construct chiral polycyclic compounds. In these research, the mechanism will also be studied in details, with an emphasis on exploring the underlying causes of catalyst efficiency and stereoselectivity. These reactions will provide novel and efficient approaches for the synthesis of natural products and bioactive compounds.

金属配合物和有机小分子相结合，利用金属配合物来活化相对性惰的碳-碳、利用手性有机小分子来诱导底物产生手性是一个非常好的新型催化模式。本项目将利用π-Lewis酸/手性Brønsted酸联合催化体系发展新的合成方法学。其中包括：（1）炔醇分子内环化/不对称亲核进攻反应合成手性四氢吡喃类化合物；（2）炔基醛分子内环化促发的不对称Diels-Alder反应构建手性并环化合物。在不对称串联反应研究过程中，我们将深入研究反应的机理，着重探索催化活性与反应选择性产生的内在因素。本课题研究的合成方法学将为相关天然产物与生物活性化合物的合成提供简捷、高效的路径。

金属配合物和有机小分子相结合，利用金属配合物来活化相对性惰的碳-碳、利用手性有机小分子来诱导底物产生手性是一个非常好的新型催化模式。本项目利用π-Lewis酸/手性Brønsted酸联合催化体系发展新的合成方法学。（1）实现了手性Brønsted酸催化的2-吡啶乙酮的不对称还原胺化反应，首次利用不对称方法“一锅”合成手性吡啶配体（2）初步实现以直链化合物为底物，通过不对称多次环化异构反应一步构建手性螺环化合物。（3）初步实现含羟基炔烃在π-lewis 酸/手性Brönsted 酸联合催化下和特殊亲核试剂发生的不对称串联反应。（4）实现了在绿色溶剂、室温下将 α, α, α-三溴甲基酮类化合物还原成 α, α-二溴甲基酮类化合物的新方法。（5）实现了一种简单、温和、高效、无金属催化的双硫化物合成方法。（6）实现了硫醇还原α,α,α-三溴甲基酮类化合物的研究（7）实现了醛和三溴甲烷在催化量KOH的作用下成功的合成了β-三溴乙醇类化合。本课题成功的新合成方法将为相关天然产物与生物活性化合物的合成提供了简捷、高效的路径。.完成该研究过程中的重要结果为，第一：手性Brønsted酸催化的2-吡啶乙酮的不对称还原胺化反应中发现新的活化模式，利用计算化学方法验证了手性Brønsted酸双氢键活化模式。第二：催化量（KOH 0.1mol%）碱的作用下实现了CHBr3和醛的反应。