新型手性稀土金属胺基配合物的合成及其催化碳-磷键选择性形成反应研究

The opitical α-hydroxy or amino phosphonates have wide applications in biological and medical fields owing to their good biological activities. The catalytic asymmetric addition of dialkyl phosphites to carbonyl compounds is a direct and atom-economical method for the synthesis of α-hydroxyphosphonates. In this project, we will synthesize series of the rare-earth metal amido complexes containing chiral sulfuryl substituted binaphthyl compounds. The asymmetric addition of dialkyl phosphite to aldehydes, ketones and imines is catalyzed by the above chiral rare-earth metal amides. The electronic and steric effects of the chiral rare-earth metal amides on asymmetric hydrophosphonation of aldehydes, ketones and imines are examined. Additionally, we will aslo examine the chiral rare-earth metal amides as catalysts for regioselective asymmetric hydrophosphonation of α,β-unsaturated carbonyl compounds. The mechanism of asymmetric addition of dialkyl phosphite to aldehydes, ketones and imines also will be discussed, providing guidance to designing the catalyst of asymmetric hydrophosphonation of aldehydes, ketones and imines. Therefore, this research has important theoretical significance and potential application.

光学活性的α-羟基或胺基膦酸酯具有很好的生物活性，在生物医药领域有广泛的应用。催化亚膦酸酯对羰基化合物的不对称加成反应是合成该类化合物最有效和原子经济性的方法。本课题通过对手性联萘酚胺或联萘胺化合物进行磺酰化修饰，利用磺酰基的弱配位来控制稀土金属的配位环境，合成系列手性稀土金属配合物。研究其催化亚膦酸酯与醛、酮和亚胺的不对称加成反应，考察手性稀土金属配合物配体的立体和电子效应对醛、酮和亚胺的不对称氢膦酸酯化的影响。同时研究上述手性稀土配合物催化亚膦酸酯对α,β-不饱和羰基化合物的区域选择性不对称加成反应。以期发展醛、酮、亚胺和α,β-不饱和羰基化合物的高区域选择性和对映选择性的氢膦酸酯化反应的催化剂。进一步探讨稀土金属胺化物催化亚膦酸酯与醛、酮和亚胺的不对称加成反应机理，为理性设计不对称氢膦酸酯化反应催化剂提供依据。因此,本课题的研究具有重要的理论意义及潜在的应用价值。

尽管稀土金属配合物在催化聚合和有机合成领域取得了长足的发展，然而手性稀土金属配合物的合成及其在不对称催化领域的应用还有待进一步开发。因此，本项目设计合成了吡咯基取代手性-1,2-二苯乙二胺和环己二胺稀土金属配合物，并研究了其催化亚磷酸酯与醛或酮的不对称加成反应、醛酮的不对称硅氰化和查尔酮的不对称环氧化反应。同时，我们还研究了有机铝试剂在不对称催化反应中的应用。研究了芳香基（或杂芳香基）铝试剂与醛、酮的不对称加成反应以及有机铝试剂（烯基铝和炔基铝试剂）对-甲基苄溴的不对称偶联反应。. 取得的主要研究结果包括：（1）合成了一类消旋和手性的含有吡咯取代二胺稀土金属配合物，并对其进行了机构表征，研究了其催化醛酮的硅氰化反应，以较高的产率得到相应产物。研究了这类催化剂催化和查尔酮的不对称环氧化反应。（2）研究发现Ti(OiPr)4 / (R)-H8-BINOL能够高效催化吡啶铝试剂对醛的不对称加成，以较高的产率和对映选择性（高达98% ee）获得含有吡啶基的手性二芳基甲醇；（3）研究了烯基铝试剂对-甲基苄溴的不对称偶联反应，以中等的产率和较高的对映选择性获得手性芳基取代烯丙基化合物；（4）研究了炔基铝试剂对-甲基苄溴的不对称偶联反应，以较高的产率和好的对映选择性获得手性芳基取代炔丙基化合物。（5）设计合成了活性亚甲基桥连的吡啶胺基化合物，并研究其与[(Me3Si)2N]3RE(µ-Cl)Li(THF)3的反应性，合成得到了类alfa,alfa’-二胺基稀土金属硅胺基配合物。在反应过程中配体上的活性亚甲基发生了碳-氢键活化，生成了类alfa,alfa'-二胺基二负离子。. 这些研究工作发展了一类新型手性稀土金属胺基配合物的合成方法，拓展了有机铝试剂在不对成加成和不对称偶联反应中的应用。