新型手性联二氢/四氢异喹啉骨架膦配体的设计、合成及其应用研究

The design and synthesis of chiral ligands have gained wide interest in asymmetric metal-catalyzed organic reactions. In particular, ligands with novel backbones are ensential for the development of new reactions and improvement of reactivity and selectivity. Chiral dihydro-/tetrahydro-biisoquinoline skeletons could potentially serve as the backbones of new and efficient chiral ligands due to their stability and ease of synthesis and tunability. This project aims to develop a novel and efficient method for the synthesis of chiral dihydro-/tetrahydro-biisoquinoline skeletons. Based on these chiral backbones, a series of new chiral phosphorus ligands including monophosphorus, bidentate phosphorus and P, N ligands will be designed and synthesized to investigate their applications in asymmetric hydroformylation and hydrosilylation.

手性配体的设计和合成在金属有机催化的不对称反应中长期受到普遍关注，尤其是具有崭新骨架配体的开发对于发展新反应、提高反应的活性及选择性至关重要。手性联二氢/四氢异喹啉骨架制备方便、性质稳定、结构易修饰，这些特点使其具有成为优良手性配体骨架的潜质。本项目旨在发展全新的高效不对称合成手性联二氢/四氢异喹啉骨架的新方法，并基于此手性骨架设计、合成一系列具有崭新结构的单膦、双膦、膦氮等配体，探索这些新型配体在不对称氢甲酰化、不对称硅氢化反应中的应用研究。

手性配体的设计和发展可以调控过渡金属催化剂的稳定性、催化效率和立体选择性，设计合成崭新的手性骨架由于可以从同一核心分子出发，衍生出不同类型的手性配体库而得到了化学家的广泛关注。手性联二氢/四氢异喹啉骨架性质稳定、结构易修饰，这些特点使其具有成为优良手性配体骨架的潜质。通过本项目的实施，我们首次实现联硼介导的异喹啉类化合物的高效不对称偶联，成功开发出一条快速、高效构建手性联二氢/四氢异喹啉骨架的方法，该方法条件温和、活性、立体选择性高、底物适用范围广，可方便快捷地制备系列手性联二氢异喹啉骨架，为基于该手性骨架配体的发展提供了技术支持；通过系列机理实验并结合计算化学，我们首次提出联硼介导的[3,3]-σ重排协同新机制，为后续拓展手性联硼酸酯介导的还原偶联提供了理论基础；随后我们通过设计和发展新型的手性联硼，成功开发出一类大位阻手性联硼试剂，首次实现了手性联硼参与的亚胺不对称还原偶联反应，不同位置不同电性取代的N-氢取代芳醛亚胺、N-甲基取代芳醛亚胺、脂肪醛亚胺和环状亚胺底物的均可以实现高效不对称还原偶联，一系列以前很难制备的手性1,2-二胺化合物均能以高收率和高立体选择性地顺利获得。该研究成果将极大地促进手性1,2-二胺相关化学的研究，进一步巩固了联硼参与的周环反应的实验和理论基础。上述研究的专利成果已完成授权转让，将产生更多的应用价值。