新型手性磷酸催化合成含季碳立体中心的杂环化合物的研究

Stduy on catalytic asymmetric reactions with high efficiency and high selectivity is a challenging topic in the field of organic synthetic chemistry. One of its key scientific questions is the discovery and development of novel and efficient chiral catalysts with a wide range of versatility. Based on our previous work, in this project, we put forward the concept of planar chiral phosphoric acid toolbox. We intend to design and synthesize a novel toolbox, including diverse planar chiral phosphoric acid catalyst kits, such as planar chiral [2.2]paracyclophane phosphoric acids or phosphorodiamidic acids, planar chiral Ferrocene phosphoric acids or phosphorodiamidic acids. By study on applying the toolbox in catalytic asymmetric organic reaction for the synthesis of heterocycles with quaternary stereocenters, we will develop new catalytic activation modes or enantioselective induced catalytic mechanisms, and intend to solve the problems of existing chiral catalysts which can not catalyze some reactions or obtain high efficiency and high enantioselectivity. New reactions, new methods and new strategies of catalytic asymmetric reacions will be developed. The diverse heterocycles with quaternary stereocenters will be prepared with high efficiency and high selectivity.

实现高效高选择性的不对称催化合成反应是合成化学领域中一项挑战性的课题，其核心科学问题之一是发现和发展新型高效的、具有广泛通用性的手性催化剂。在课题组已取得工作基础上，本项目提出“面手性磷酸催化剂工具箱”的概念，拟设计合成一个包括对环芳烷类面手性磷酸和二氨基磷酸、二茂铁类面手性磷酸和二氨基磷酸等四个面手性磷酸小分子催化剂试剂盒的工具箱，研究其在不对称催化合成反应中的应用，尤其着重于不对称催化构建C3位螺环季碳手性中心的氧化吲哚和含手性季碳的氮杂环的应用；发展新的催化活化模式或对映选择性诱导机理，开发不对称催化合成的新反应、新方法和新策略，解决一些运用现有手性催化剂所不能实现的催化不对称反应或者所不能达到高效率和高对映选择性问题，高效高选择性的合成一批有潜在用途的结构多样性和复杂性的含季碳立体中心的杂环化合物。

现代合成化学、药物化学和材料化学的快速发展越来越凸显出手性的重要性，不对称催化是获得手性化合物最有效的方法之一，新型手性催化剂是手性合成创新的源泉。本项目围绕不对称催化合成中的发展新型优势手性催化剂这一核心问题，设计合成了新型平面手性磷酸和第二代手性螺环磷酸等新型手性磷酸小分子催化剂库和一系列新骨架手性配体库。应用这些新型手性磷酸催化剂和新型手性配体，发现了一些高效高对映选择性的不对称催化新反应，高选择性合成得到一批含季碳立体中心的杂环化合物。研究成果已在Angew. Chem.、Org. Lett.、J. Org. Chem.、 Org. Chem. Front.等国际核心SCI刊物上发表16篇论文；申请发明专利14项，已授权4项。本项目的实施丰富了手性催化剂和手性配体的种类，为快速合成大量具有结构多样性和复杂性手性杂环化合物提供新反应和新方法；对发展手性磷酸化学具有重要科学价值。