不对称有机催化氧杂Michael加成引发的多组分串联反应研究

由于醇羟基的亲核惰性及氧杂Michael加成的可逆性等问题，使得醇与α,β-不饱和醛的Michael加成引发的多组分串联反应的研究成为一个具有挑战性的课题。本项目拟以醇、α,β-不饱和醛与双键化合物（缺电子烯烃、醛酮、亚胺等）的不对称串联反应为研究对象，探索在催化剂仲胺分子中引入酸、碱、硫脲等基团后，其立体结构和催化作用模式的改变对醇分子及其他底物的活化能力的影响，由此所产生串联反应的选择性、产物的分布及立体化学的变化规律；研究原位产生的β-烷氧基醛作为亲核供体或亲电受体与不同活性的双键化合物反应时的情况；通过对体系反应动力学的研究，探索串联反应的机理；在深刻认识仲胺催化剂与多组分底物相互作用的差异对串联反应的影响规律的基础上，尝试利用此类串联反应合成生理活性物质。从而开发一种氧杂Michael加成引发的多组分串联反应高效率高原子利用率和高选择性的构建结构复杂多样的手性含氧化合物的新方法。

由于醇羟基的亲核惰性及氧杂Michael 加成的可逆性等问题，使得醇的Michael 加成引发的多组分串联反应的研究成为一个具有挑战性的课题。本项目在研究醇、丙烯醛与硝基烯烃的不对称四步串联反应构建极好的ee值的多取代的环己烯醛的基础上，详细的探索了二苯基脯氨醇硅醚催化β-取代β-硝基乙醇与α,β-不饱和醛的Michael–hemiacetalization构建含手性季碳的cis-δ-lactols，产物的ee值在99%以上。并发现其中主要产物cis-δ-lactols容易从反应体系中沉淀出来，该反应体系在保证产物的ee值及产率的基础上能够循环使用8次。这在工业应用中将有应用。深入的动力学研究表明该反应具有负的非线性效应，可能是双分子催化的串联反应。并将cis-δ-lactols转化为δ-内酯、脯氨醇及六氢吡喃等结构。其后也发现二苯基脯氨醇硅醚能够催化α-环烷基-β-硝基乙醇与α,β-不饱和醛的Michael–hemiacetalization反应，并原位氧化获得高ee值、dr值的螺cis-δ-内酯。进一步拓展该反应体系时，研究了碱催化的α-取代丙烯醛、硝基烷烃及多聚甲醛的串联反应，发现在DBU催化下能够获得多取代的δ-lactols并能原位氧化得到δ-内酯化合物或还原得到六氢吡喃衍生物，并进一步衍生化合成了天然产物Manzacidin A 与C的关键中间体，遗憾的是筛选了众多的手性碱催化剂催化此反应均未得到良好对映选择性产物，相关催化剂合成及研究还在进行之中。