D-A环丙烷参与的Lewis酸/有机小分子接力催化反应研究

Donor–acceptor (DA) cyclopropanes are particularly useful synthetic building blocks because they can undergo variety of cycloaddition reactions and ring opening reactions, and an impressive array of approaches has been applied to the synthesis of complex natural products. At present, the asymmetric protocols of these reactions were achieved by asymmetric induction of chiral substrates or chiral ligands. Following the revolutionary advancement of asymmetric catalysis in recent decades, the combination of different type of catalytic reactions has displayed as a promising strategy for developing new and valuable reactions. Among them, the catalytic reaction combing organocatalysis and metal catalysis is a new and exciting research area and has attracted close attention. This project will focus on the combination of organocatalysis with Lewis acid catalysis and research some asymmetric cascade reactions of D-A cyclopropane. In this study, we expect some useful cyclic chiral molecules can be synthesized by some asymmetric catalytic reactions which combining Lewis acid with chiral secondary amine, thiourea or tertiary phosphine respectively.

Donor-Acceptor环丙烷在Lewis酸催化下可以发生多种环加成反应与亲核开环反应，其中部分反应已成功应用在天然产物全合成中。目前此类反应的手性控制主要是通过底物或手性配体的手性传递来实现。近年来随着不对称催化各领域快速的发展，将不同类型催化反应相结合的催化反应模式已经成为探索新反应的重要策略。其中有机小分子催化与金属催化相结合的催化反应是目前研究热点问题之一。本项目将结合Lewis酸催化与有机小分子催化，以D-A环丙烷为底物，主要开展几种不对称接力催化串联反应研究。同时还开展Lewis酸与有机小分子的协同催化[3+3]环加成反应研究。我们将分别利用Lewis酸与手性二级胺、手性硫脲的接力催化体系，以及与手性叔膦的协同催化体系，探索手性多取代四氢吡喃、硫代四氢吡喃、哌啶、四氢咔唑以及环己烷的不对称合成。

Donor-Acceptor环丙烷在Lewis酸催化下可以发生多种环加成反应与亲核开环反应，其中部分反应已成功应用在天然产物全合成中。在本项目的支持下，我们实现了Lewis酸/有机小分子催化相结合的串联接力催化反应，并以此为起点对季铵碘盐/过氧化物体系与有机小分子催化相结合发展不对称催化反应进行了探索。此外，我们还发展了一种[4+2]-环化反应与两种芳构化作用驱动的[3+4]-环化反应，这些反应弥补了目前D-A环丙烷环化反应研究的一些不足，为后续环化反应设计提供了一些思路。基于以上这些反应，我们实现了多取代的1,2,3-三嗪、四氢吡喃醇、四氢咔唑、氮杂环丁烷、四氢喹啉、氢化萘酚、螺环环己二烯酮、苯并氮杂卓、苯并噁庚因等类化合物的合成，为具有这些结构单元的活性化合物合成提供了方法，具有一定的应用价值。相关研究工作发表在Organic Letters，the Journal of Organic Chemistry，Chemical Communication，Synlett和European Journal of Organic Chemistry上。