金属催化的不对称自由基C(sp3)-H键胺化反应

Metal-catalyzed C-H bond amination reaction has become one of the most important approaches to install amino compounds，but only a few high asymmetric C(sp3)-H amination were reported. Among various transition-metal catalyzed C(sp3)-H amination systems, the metalloradical catalysis has been attracted a growing attention due to its high reactivity and selectivity in non-asymmetric reaction. According to the applicant's research background in nonasymmetric metalloradical C-H amination, this project will be focusing on the design and synthesis of novel N2O2 and N4 metal schiff base and its applications in a series of novel, challenging catalytic asymmetric C(sp3)-H amination.The research contents include: 1.Intermolecular asymmetric allylic C(sp3)-H amination (the key intermediate for Tamiflu); 2.Functional group-directed asymmetric C(sp3)-H amination; 3.Asymmetric C(sp3)-H amination of tertiary carbon (Synthesis of chiral quaternary carbon). This research will present some direct insight into the mechanisms of metalloradical catalysis and promote the development of C-H functionalization, which has important academic significance and application value.

金属催化C-H键胺化反应已经成为合成含氮化合物的最重要方法之一，但是其中只有少数几个例子能够实现高对映选择性C-H键胺化反应。金属催化自由基反应由于其独特的反应途径，在非对映选择性C(sp3)-H键胺化反应中已经展现出良好的反应活性和选择性。根据申请人多年来在非对映选择性金属催化自由基反应的研究基础上，本项目拟设计和合成一类新的N2O2和N4类金属席夫碱，并应用于催化一系列新颖的、具有挑战性的不对称C(sp3)-H键胺化反应，其中包括：1.分子间不对称烯丙基C(sp3)-H键胺化反应(合成Tamiflu中间体)；2.官能团定位的分子间不对称C(sp3)-H键胺化反应；3. 不对称叔碳（消旋原料）C(sp3)-H键胺化反应（形成手性季碳）。该项目的顺利实施能进一步揭示金属催化自由基反应机理，从而推动C(sp3)-H键转化化学的发展，具有重要的理论意义和应用价值

胺类化合物广泛存在于生物界，具有重要的生理作用。绝大多数的药物含有胺类官能团。利用缺乏官能团的底物，通过过渡金属催化C−H胺化反应制备胺类化合物可以简化合成胺的过程，被证明是一个构建胺衍生物的有效方法。虽然这种方法已取得重大进展，但是大多数现有的反应需要添加化学计量数量的氧化剂和/或碱，从而减低了反应的官能团容忍性。利用有机叠氮作为氮源，实现C−H氨基化反应收到了较大的关注，主要是因为这种方法有各种优点包括有机叠氮化物容易制备，N2作为唯一的副产品；高官能团容忍性和非氧化性反应条件等等。本课题重点研究聚焦于利用不同类型的有机叠氮化物，包括芳基、烷基和羰基叠氮化物，实现各种新型金属或者光催化C(sp2)-H和C(sp3)-H键胺化反应；同时对其他不对称反应也开始进行了尝试。