富电子、刚性、P-手性膦配体在高效不对称催化反应中的基础研究和应用

Asymmetric catalysis is one of the most active and fast growing fields in modern synthetic organic chemistry. For metal-catalyzed asymmetric transformations, the metal catalysts and related chiral ligands play the central role for their reactivity and selectivity. This project will focus on the development of electron-rich and rigid P-chiral phosphorus ligands with novel structural motif and their applications in various asymmetric catalytic reactions such as the ruthenium, rhodium, and iridium-catalyzed asymmetric hydrogenations, asymmetric Suzuki-Miyaura reactions, asymmetric cyclizations, and asymmetric C-H activations. Besides the development of novel asymmetric catalytic reactions, efficient.syntheses of complex natural products and drug molecules using related methodology will also be explored.

不对称催化反应，尤其是过渡金属参与的不对称催化反应是当代有机合成化学中最活跃的领域之一，近年来发展极其迅速。在这类反应中，金属催化剂是整个反应过程的关键，而与过渡金属配位的手性配体的特性将直接影响了催化剂的活性和选择性。其中，手性膦配体的表现尤为突出。本项目将立足于设计和发展高效高选择性、具有新型骨架、富电子、刚性的P-手性膦配体及催化剂；利用该催化体系对新的高效、高选择性不对称催化反应（如钌、铑、和铱催化不对称氢化反应、不对称Suzuki-Miyaura偶联反应、不对称环化反应、不对称“碳氢活化”反应，等等）及其机理进行探索和研究。同时，在发展新型高效的不对称催化模式的基础上，力求在高效合成天然产物分子和药物分子等方面取得突破，提升我国在不对称催化研究领域里国际影响。

在过渡金属催化的不对称反应中，手性配体直接影响催化剂的活性和选择性，在催化过程中起到至关重要的作用。因而，设计和发展结构新颖、合成简单、性能优异的手性膦配体具有重要意义。该项目主要围绕手性膦配体的开发和应用展开，在基于二茂铁骨架新型手性膦配体以及富电子、刚性的P-手性膦配体的开发与应用方面取得了一系列创新性的研究工作。主要的研究成果如下：（1）发展了一系列结构新颖、催化性能优异的手性多齿膦配体以及大位阻P-手性单膦配体，如f-amphox、f-ampha、f-amphol、f-amphamide、Wudaphos、 SPO-Wudaphos、t-Bu-Wudaphos、BIDME、Antphos、Winphos等。（2）在不对称氢化方面，发展了zhaophos催化体系和廉价金属镍催化氢化体系，实现烯烃、亚胺等多种底物的不对称氢化；建立了四取代大位阻烯酰胺、共轭烯酰胺、贫电子烯酰胺等系列挑战底物的不对称氢化体系。在不对称偶联方面，发展了过渡金属催化大位阻芳基芳基、芳基烷基的不对称偶联反应，发展了无过渡金属参与的偶联反应。在不对称环化方面，发展了Ni催化炔酮的不对称还原环化反应以及分子内烯烃芳氧基芳基化不对称反应。此外，还发展其它的高效不对称催化反应，如铑催化-芳基稀酰胺的不对称氢硼化反应；芳基硼试剂对简单酮、亚胺的不对称加成反应等。（3）利用自己发展的配体以及方法学完成了新科鲁普钩枝藤碱A和B、宝丹酮、陶塔二酚、Dalesconol A和B、Crinine、Aspidospermidine、Minfiensin、等天然产物的全合成。该项目共发表学术论文110余篇，申请中国发明专利20余项。该项目的实施，发展了一系列具有自主知识产权的手性膦配体，解决不对成催化领域的一些挑战性问题，提升了我国在不对称催化领域的国际影响力。