催化不对称C(sp3)-H键和C(sp3)-H键交叉脱氢偶联环化反应研究

This proposal will be focused on the development of new catalytic asymmetric synthetic methods on the cyclization based on the cross-dehydrogenative-coupling of C(sp3)-H bonds and C(sp3)-H bonds. Activation of γ-C(sp3)-H bond of aliphatic aldehydes will be applied in the cross coupling first time, reacting with inert C(sp3)-H bonds of various substrates in the presence of oxidants and chiral aminocatalysts to proceed cyclization based on catalytic asymmetric oxidative coupling, affording complex polycyclic compounds with multiple chiral centers. Moreover, inspired by the mode of chiral ion-pair catalysis, cinchona based chiral primary amine catalyst was designed, which could undergo asymmetric control of remote reaction centers in aliphatic aldehydes. On the basis of the synthetic methods developed, the concise total synthesis of natural products such as Gymnothedelignans A and Nodulisporin D will be accomplished. This new synthetic methods will avoid prefunctionalization of the starting materials and reduce the reaction steps. The products with various skeletons will lay a good foundation for the total synthesis of natural products and the study on structure-activity relationship of candidate molecules.

本申请拟将脂肪醛化合物γ位的C(sp3)-H键活化后应用于不对称交叉脱氢偶联反应中，其和多种不同类型底物中与氮、氧、芳基相联的碳原子上的C(sp3)-H键，在胺催化剂以及氧化剂的作用下实现双C(sp3)-H键的活化，开展基于催化不对称C(sp3)-H键和C(sp3)-H键交叉脱氢偶联的环化反应研究；同时构建结构复杂的多手性中心的多环骨架化合物。此外，基于手性离子对的不对称催化模式，设计合成了金鸡纳碱衍生的手性伯胺催化剂，实现脂肪醛远端的不对称控制。并在此基础上，实现天然产物Gymnothedelignans A和Nodulisporin D的简洁不对称合成。该方法学的建立，避免了起始原料的预先官能团化，减少了反应步骤；同时，构建不同骨架的化合物，为天然产物的全合成以及药物分子的活性筛选奠定了良好的合成基础。

本项目将脂肪醛化合物γ位的C(sp3)-H键活化后应用于不对称交叉脱氢偶联反应中，其和多种不同类型底物中与氮、氧、芳基相联的碳原子上的C(sp3)-H键，在胺催化剂以及氧化剂 的作用下实现双C(sp3)-H键的活化，开展了基于催化不对称C(sp3)-H键和C(sp3)-H键交叉脱氢偶联的环化反应研究；同时构建了结构复杂的多手性中心的多环骨架化合物。此外，基于手性离子对的不对称催化模式，设计合成了金鸡纳碱衍生的手性伯胺催化剂，实现脂肪醛远端的不对称控制。该方法学的建立，避免了起始原料的预先官能团化，减少了反应步骤；同时，构建不同骨架的化合物，为天然产物的全合成以及药物分子的活性筛选奠定了良好的合成基础。