新颖手性有机催化剂在不对称催化1，3-质子迁移和三氟甲基化反应的应用

近年人们关注以有机小分子作为催化剂，有的甚至是天然的有机小分子即可催化有机反应，显示了在有机合成中的潜力，充分显示了其原子经济性以及在化学键断裂和形成中的独特调控能力。再者，由于氟原子的导入导致有机及无机化合物有独特的物理、化学性能及生理活性。但是利用有机小分子催化剂进行合成光学活性的含氟物质研究很少。本课题将首次设计、合成新型的刚性较强的具有高活性、高选择性胍、脲/硫脲-季铵盐及刚性较强的脲/硫脲等双功能有机小分子催化剂，不对称催化[1,3]-质子迁移反应及三氟甲基化反应，获得了一系列含氟的化合物，这些目标分子可望筛选出具有潜在的生物活性或其他的功能的化合物，同时利用硫脲-叔胺活化甲酸，从而实现对酮或者亚胺的不对称氢转移反应，这对进一步了解氢键活化方式具有重要的意义。

由于有机小分子催化剂催化的不对称合成反应操作简便，反应条件温和，有机催化在不对称合成领域里获得了极大的发展。手性双功能硫脲，如Takemoto 硫脲，可以同时活化亲电试剂和亲核试剂，在许多亲核加成反应，如麦克加成、杂亨利反应取得了很高的对映选择性。目前的手性硫脲中的硫脲部分有着可以旋转的柔性构象，同时硫羰基的反应活性也比较高。这里，我们设计了一种新型的手性有机催化剂，其中硫脲部分利用刚性较强的杂环（如咪唑环、噻唑环等）代替。这些新设计的手性催化剂在不对称催化1,3-质子迁移时表现很好的反应活性，然而，对映选择性却比较差。随后，我们也设计合成了一些多功能的手性硫脲催化剂，如催化剂里含有硫脲基团、叔胺、酚羟基等活化基团。这些多功能催化剂在催化TMSCF3 对醛、亚胺的加成中表现出高的反应活性，遗憾的只获得了消旋体产物。.正如上面所述，不对称有机催化反应由于反应条件温和，操作简便，过去20多年得到了极大的发展。除了以上提到的手性硫脲外，手性伯胺、金鸡纳碱类化合物、手性季铵盐在不对称催化转化中也是很好的有机催化剂。因此，我们也合成了一系列有用的有机催化剂。9-氨基奎宁在不对称催化,-不饱和酮的麦克加成中是通过形成亚胺进行活化实现的。事实上，9-氨基奎宁在不对称催化丙二腈与许多官能团化的,-不饱和酮发生串联反应以及不对称催化3-腈基-4-甲基香豆素与,-不饱和酮发生烯丙位麦克加成都取得高达99的对映选择性，并获得了一系列具有光学活性的杂环化合物，如2-氨基色烯、三氮唑以及香豆素衍生物等。手性双功能硫脲、金鸡纳碱类化合物、手性季铵盐等在不对称催化合成杂环化合物（如3-硝基苯并吡喃、N-氧代异恶唑以及2,3-二氢呋喃）也表现出优秀的手性控制及反应活性。我们将进一步扩大这些方法的利用，如在合成天然产物以及药物等。