过渡金属催化的不对称C-H键活化研究

Following the advancement of science and technology,environmental protection and social sustainable development. It's prompted chemists to discover more simple, higher efficient and energy conservation's methods. Transition metal-catalyzed C-H bond activation as one novel pathway afforded us chances and challenges. At present, C-H bond activation has achievied some advancements, but the asymmetric C-H bond activation is still a brand new area. In our project, we will use the transition metal catalysis, through the electronic substitution, oxidation, carbene insertion and chiral ligand control to searching different asymmetric C-H activation methods. We wished to develop some mild, higer efficient and general asymmmetric C-H activation methods and application to some natural products and pharmaceuticals sythesis. On this basis, we also wished to clarify some novel mechanisms involving in these reactions by captived useful intermediate and isotope reactions.

随着科技发展的不断进步以及对环境保护和社会可持续发展的要求，促使化学家们去发现更加简洁，高效，节能的合成方法。过渡金属催化的 C-H 键活化作为一种新的反应途径为我们提供了机遇和挑战。目前，C-H键活化已经取得了一些进展，但是不对称C-H键活化的研究仍然是一个全新的领域，在本科题的研究中，我们将利用过渡金属催化，通过亲电取代，氧化及卡宾插入等手段，通过不同配体调控，进一步系统探索不同种类的不对称 C-H 活化的途径，发展温和、高效的，具有普适性和选择性的新的不对称C-H 键活化新方法，认识和理解不对称C-H 键活化的一些新的机理和活化规律，为开拓此类研究在有机合成中的应用提供理论和实验基础，同时将发展的一些不对称C-H键活化反应方法应用到天然产物的合成当中。

直接催化活化C-H键是一个具有极大挑战性的研究领域，对环境友好的，温和的C-H键活化反应将是构建一些难以通过传统方法或途径实现C-X键的最理想手段，这将是未来二十年最有竞争力的催化化学研究领域之一。尤其是，不对称C-H键的活化研究将是当前更具有创新性和挑战性的最前沿的课题之一。无疑此类研究无论实在科学上还是在化学工业中都具有重要的战略意义。相对于普通的C-H活化研究而言，不对称C-H键活化涉及到手性配体的调控，对催化体系活性和非对应选择性的兼容和协调将带来更多的挑战。因为C-H键活化不仅包括金属催化剂，往往也采用当量的金属盐作为氧化剂，对配体的选择性带来了困难；另外，C-H键活化需要过渡金属催化剂的亲电性足够强，配体的加入无疑将改变催化剂的电性，所以选择适当的手性配体来满足手性诱导和催化剂的活性也将极具有挑战性。本项目主要研究过渡金属M催化活化C-H键后，在手性配体的诱导下与不同的化学试剂反应构建新的C-X键，发展新的不对称合成方法学。在过去的四年中，我们紧紧围绕申请书的研究内容，通过探索和研究不同的不对称C-H键活化的反应策略和方法，如：实现了钯催化的原位C-H键氧化-不对称加成合成手性氨基酸的反应； 利用铜催化的脱氢气偶联反应立体选择性地合成了一系列手性膦酰基吲哚化合物的合成并应用于新型抗艾滋病药物IDX899的合成并获得了专利授权；利用二苯基膦氧导向的C-H键活化和动态动力学拆分及去对称化等策略，实现了各种手性膦杂配体的合成。最近，通过手性磷酸催化的原位氧化C-H键活化不对称膦酰化反应，实现了一系列手性氨基磷酸的合成。这些新策略和新方法的发展，不仅为此类化合物的合成提供了新的、简捷高效的合成方法，而且丰富了不对称C-H键活化的科学研究，促进了该领域的进步和发展。