烯基硫鎓盐的不对称串联反应研究

Vinyl sulfonium salts are a kind of Michael acceptors with special structure and reactivities. After the reaction with nucleophiles, the resulting sulfur ylides can attack carbonyls, imines and other Michael acceptors to generate the products with three-member rings. On the other hand, the sulfur ylides can also work as strong bases to abstract a proton from carboxylic acids, hydroxyls, amides and activated methylene groups. The subsequent SN2 reaction provides various cyclic products. The diversified reactivities of vinyl sulfonium salts are highly valuable for organic synthesis. Although a number of reactions of vinyl sulfonium salts were reported in the literatures, the catalytic asymmetric reactions have never been developed. Based on our research experiences and the preliminary results on the synthesis and catalytic asymmetric transformations of vinyl sulfonium salts, we hope to develop a series of new asymmetric cascade reactions. Considering the special structure of vinyl sulfonium salts, the catalytic modes of chiral ion pair, anion H-bonding, and phase-transfer will be applied. The new reactions are expected to provide efficient synthetic approaches to a variety of chiral heterocyclic and carbocyclic products. In addition, the applications of the new reactions to the preparation of chiral drugs and natural products will also be explored.

烯基硫鎓盐是一种具有独特结构和反应性能的Michael受体。在与亲核试剂反应后，形成的硫叶立德中间体既可以作为亲核试剂进攻羰基、亚胺和其它Michael受体，得到三元环状化合物。也可以作为一种强碱，从分子内含活泼氢的基团（如羧基、羟基、酰胺、活性亚甲基等）夺取质子，得到的硫鎓盐继续发生SN2反应，产生各种环系产物。这些丰富多变的反应性能对于有机合成具有很高的价值。虽然文献中对烯基硫鎓盐参与的几类反应已经有所报道，但手性催化剂促进的不对称反应至今未有研究。基于我们在不对称催化反应领域的研究经验，以及对烯基硫鎓盐的合成及催化不对称反应的前期研究结果，我们计划针对烯基硫鎓盐的结构特点，采用手性离子对、负离子-氢键作用、相转移催化几种模式，发展烯基硫鎓盐的一系列催化不对称串联反应，为多类结构独特的手性杂环和碳环化合物的制备提供新方法，并探索新反应在药物和天然产物合成中的应用价值。

烯基硫鎓盐是一类具有独特结构和反应性能的亲电反应试剂，能够与多种双亲核底物发生串联反应，产生各种环状产物，这些丰富多变的反应性能对于有机合成具有很高的价值。我们计划针对烯基硫鎓盐的结构特点，采用手性离子对、负离子-氢键作用、相转移催化几种模式，发展烯基硫鎓盐的一系列催化不对称串联反应，为多类手性杂环和碳环化合物的制备提供新方法。. 在2018-2021项目实施期间，我们合成了一系列不同取代的烯基硫鎓盐，包括乙烯基硫鎓盐、β-芳基乙烯基硫鎓盐、β-酯基烯基硫鎓盐和联烯基硫鎓盐，研究了它们与β-萘酚、1，3-二酮、β-氨基醇、1，2-二胺及其衍生物、-酮酰胺等双位点亲核试剂的串联反应，考察了手性有机催化剂和手性相转移催化剂对反应产率和对映选择性的影响。我们发现乙烯基硫鎓盐与β-萘酚和香豆素在碱的促进下能够顺利发生共轭加成和分子内环化反应，以良好的产率得到二氢呋喃衍生物。β-酯基烯基硫鎓盐与1，3-环二酮能够发生共轭加成和环丙烷化反应，以好的产率得到螺环丙烷羧酸酯类产物。在上述反应中，手性的叔胺和相转移催化剂控制对映选择性的能力较低。在另一方面，我们发现与烯基硫鎓盐结构类似的乙烯基磺酰氟在手性叔胺催化剂的促进下，能够与双亲核试剂3-酰胺基吲哚酮、三氟乙基靛红亚胺、丫内酯和4-酰胺基吡唑酮发生共轭加成和分子内的磺酰化反应，以优秀的产率和对映选择性得到内磺酰胺产物。这些产物具有良好的三维结构、多种药效团和适宜的亲水疏水性质，对于药物筛选研究具有重要价值。此外，我们还研究了1，3-双砜基丙烯与双亲电试剂的串联环化和脱砜反应，以优秀的产率制备了多取代的芳环产物。我们也考察了双砜基重氮甲烷参与的卡宾迁移插入反应，并发展了双砜基甲基的多种后续转化途径。