醌单缩二醇及其亚胺的不对称催化[3+2]环化反应的研究

Asymmetric catalytic [3+2] cyclization of quinone monoacetals and corresponding imines with various alkenes will be studied. Wide varieties of chiral benzodihydrofuran derivatives and chiral indoline derivatives will be prepared via this methodology. The influence of the types and structures of substrates and catalysts on the activity and stereoselectivity will be studied. Furthermore, the effects of different reaction conditions will be studied carefully. Based on these investigation, the catalytic recycling mechanisms and the transition states of the reactions will be supposed. The regular of chiral discrimination and controlling of stereochemistry will be studied. Consequently, the optimal catalytic systems will be established in order to synthesize various benzodihydrofuran derivatives and indoline derivatives with high activity and enantioselectivity.

以手性质子酸或路易斯酸催化醌单缩二醇及其亚胺与各种烯烃化合物的不对称[3+2]环化反应，合成结构多样化的手性二氢苯并呋喃和吲哚啉衍生物。研究反应底物的类型与结构、催化剂的类型与结构及其它反应条件对反应活性和立体选择性的影响，进而深入研究反应的催化循环机理和过渡态，探寻手性识别和立体控制的规律，在此基础上优化催化体系和反应条件，提高不对称催化效率，从而达到高收率、高立体选择性地合成多种手性二氢苯并呋喃和手性吲哚啉衍生物的目的。

本项目主要利用醌类化合物的高亲电活性，系统研究了多种亲核试剂与醌类化合物的新反应，如对苯醌单亚胺与3-取代吲哚或环状烯胺的不对称催化[3+2]偶联环化反应、路易斯酸催化的3-取代吲哚或烯胺与醌单缩二醇或醌单缩二醇亚胺偶联环化反应等，构建了多种结构新颖的手性多环杂环化合物；另外，以对苯醌单亚胺为不对称芳基化试剂，分别研究了其与β酮酰胺以及吡唑啉酮的不对称芳基化反应，以良好的收率和对映选择性获得了一系列含手性季碳的化合物。值得一提的是，我们以手性膦酸催化对苯醌单亚胺与3-取代吲哚的不对称[3+2]偶联环化反应，以高收率、高对映选择性得到一类苯并二氢呋喃并吲哚啉类化合物，此类结构单元存在于具有抗肿瘤活性的天然产物中，而我们首次通过不对称催化方法得到这类化合物，研究结果发表于Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 10471-10475. 论文发表后引起重大反响。本项目执行期内发表SCI论文9篇，另有1篇SCI论文已经被接受；发表中文核心期刊论文4篇、会议论文2篇；培养博士研究生7名、硕士研究生2名。总之，该项目目标已圆满完成。