单一手性、光活性金属-有机超分子的可控组装及光催化不对称三氟甲基化反应的研究

Organic compounds bearing a chiral trifluoromethyl (CF3) group have played an increasingly important role in medicine fields. Regional design a green and high efficient synthetic method with high stereoselectivity to obtain optically active compound with CF3 groups has important application prospects for development of new pharmaceutical intermediates. In this project, a homochiral, photocatalytic activity metal-organic supramolecular assembly will be controllably constructed using fac-Ir(III) compound as the basic building blocks for enantioselective trifluoromethylation reactions. The homochiral fac-Ir(III) compound with excellent photophysical and photochemical properties can control the coordination chirality of the metal sites in this assembly with the assistant of it’s rigid skeleton through the supramolecular self-assembly process. Rational regulate the coordination numbers, environment and the redox potential of the metal sites, asymmetric trifluoromethylation of 2-acylpyridines and 2-acyl imidazoles will be studied under visible light. The conclusions of the research may provide a new asymmetric synthetic method for some related compounds, and also expand the application of supramolecular assemblies in the field of asymmetric photocatalysis.

含三氟甲基手性中心类分子在医药等领域发挥日益重要的作用。精心设计绿色、高效的不对称三氟甲基化反应催化体系，对于开发新的药物先导化合物具有重要的应用前景。本项目利用稳定可控的超分子自组装策略，构建兼具光催化和金属不对称催化中心的金属-有机超分子组装体，并用于可见光条件下的不对称三氟甲基化反应。选择具有良好光化学和光物理特性、单一手性的fac-Ir(III)配合物作为吸收光和进行光催化的基本构筑单元，利用其特有的旋转手性和刚性骨架的特点，将其手性信息传递到金属节点中心，控制金属节点的配位手性。进一步通过调节金属节点的配位数、配位环境、氧化还原电位等，研究可见光条件下的2-酰基吡啶（咪唑）类分子三氟甲基化不对称碳-碳偶联反应。本项目的开展将为相关有机小分子的不对称制备开辟新的合成途径，并拓展超分子组装体在不对称光催化领域的应用。

利用稳定可控的超分子自组装策略构建特定功能（光活性、单一手性）和立体构型的金属-有机超分子组装体，应用于不对称光催化、开展癌症相关治疗研究具有重要意义。本项目首先围绕单一手性、光活性金属-有机三角双锥结构可控组装，探究其不对称三氟甲基化反应为目标开展工作，按照既定计划我们成功得到了系列单一手性、光活性金属-有机三角双锥目标结构，但是对于三氟甲基化催化反应产物的高立体选择性没有得到理想的结果，说明仅仅用Ir(III)配合物的构型手性并不能很好的控制金属中心的配位手性，需要对金属中心周围修饰大的手性基团加以控制不对称催化过程。聚焦配位化学与药物化学、生物化学的交叉前沿，首次构筑出具有不同长度和空间立体构型的光活性双核Ir(III)三螺旋结构，突破性的结果证实非手性的双核三螺旋结构能够与DNA沟槽发生强的绑定作用，表现出非常优异的光动力治疗效果，具有很高的商业应用潜力。