手性缩胺的合成新方法研究

Chiral aminals are very important structure units in natural products and pharmaceuticals. The asymmetric addition of amides, alcohols or thioalcohols to imines is one of the direct and facile as well as greener and atom-economy methods to synthesize chiral aminals. However, hitherto reported method for synthesis of chiral aminals is limited to Br?nsted Acid-catalyzed asymmetric addition reaction between N-acylimines and amides, alcohols or thioalcohols. There is no report about the synthesis of chiral aminals started from C-acylimines and catalyzed by chiral transition-metal complex. Thus, we will develop a novel strategy to synthesize chiral aminals, that is, chiral transition-metal complex catalyzed asymmetric addition of C-acylimines with amides, alcohols or thioalcohols to afford chiral aminals.

手性缩胺类化合物在天然产物和医药等领域具有十分重要的地位。亚胺与酰胺、醇和硫醇的不对称加成是合成手性缩胺最直接和最简便的方法之一，更加符合绿色化学发展的要求，更加具有原子经济性。目前报道的关于手性缩胺的合成方法屈指可数，策略单一，都是通过手性Br?nsted Acid催化的N-酰化亚胺与酰胺、醇和硫醇的不对称加成反应来实现的。而以C-酰化亚胺为底物来合成手性缩胺的方法未见报道，以过渡金属络合物为催化剂来合成手性缩胺的方法也尚无先例。本项目拟采用手性过渡金属络合物为催化剂，发展一种通过C-酰化亚胺与酰胺、醇和硫醇的不对称加成反应来合成手性缩胺的新方法，为手性缩胺的合成提供新的策略。

手性缩胺是一些天然产物和药物分子的核心骨架。在手性催化剂作用下，含氮、氧的亲核试剂与亚胺发生不对称加成反应是合成该类化合物最简洁的方法。目前主要采用手性布朗斯特酸为催化剂，其结构位阻大，合成困难。本项目采用手性过渡金属络合物为催化剂研究手性缩胺的合成，主要包括三个方面的研究内容。.一是手性噻二嗪类化合物催化不对称合成。采用Sc(OTf)3/Pybox的络合物为催化剂，邻氨基苯磺酰胺与芳香醛或者脂肪醛为原料，合成手性噻二嗪类化合物，对映选择性高达93%，发表SCI论文1篇，申请专利1项。.二是手性偕二氨基酸化合物的催化不对称合成。采用In(OTf)3/Pybox的络合物为催化剂，通过酰胺与C-酰化亚胺的不对称加成反应来合成。已对反应条件进行了优化，目前ee值可达到70%，反应条件进一步优化和底物扩展还在进行中。.三是手性螺环缩胺的催化不对称合成。采用Fe(ClO4)3/Pybox的络合物为催化剂，以邻氨基苯甲酰胺和2-甲基二氢吲哚-2,3-二酮为原料来合成。已对反应条件进行了优化，目前ee值可达到65%，反应条件进一步优化和底物扩展还在进行中。.在该项目资金的支持下，还进行了以下研究：.一是铁催化的甲基氮杂芳烃sp3 C–H官能化反应。采用廉价低毒的醋酸亚铁为催化剂，通过活化甲基氮杂芳烃的sp3 C–H键，与靛红类衍生物反应得到氮杂芳烃取代的3-羟基-吲哚-2-酮衍生物；与直链的α-羰基羧酸酯反应得到β-氮杂芳烃取代的乳酸衍生物；在三氟乙酸的助催化下，与芳香醛、脂肪醛反应选择性地得到反式的2-烯基氮杂芳烃化合物。发表SCI论文3篇，申请专利1项。.二是铁或布朗斯特酸催化的喹唑啉酮和2-三氟甲基苯并咪唑化合物的绿色合成。分别采用天然樟脑磺酸或廉价的三氯化铁为催化剂，生物可降解的聚乙二醇或乳酸乙酯的水溶液为溶剂，1,3-二酮与邻氨基苯甲酰胺为原料，经缩合反应、分子内亲核加成、碳碳键选择性断裂合成喹唑啉酮化合物，特别是环状的1,3-二酮与邻氨基苯甲酰胺的反应，原子利用率100%。邻苯二胺与六氟乙酰丙酮在三氟甲烷磺酸铁的催化下，直接合成2-三氟甲基苯并咪唑化合物。已发表SCI论文2篇，投稿1篇。申请专利3项。.