不對稱有機催化氧雜Michael加成引發的多組分串聯反應研究

《不對稱有機催化氧雜Michael加成引發的多組分串聯反應研究》是依託武漢理工大學，由張方林擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：不對稱有機催化氧雜Michael加成引發的多組分串聯反應研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：張方林
• 依託單位：武漢理工大學

項目摘要

由於醇羥基的親核惰性及氧雜Michael加成的可逆性等問題，使得醇與α,β-不飽和醛的Michael加成引發的多組分串聯反應的研究成為一個具有挑戰性的課題。本項目擬以醇、α,β-不飽和醛與雙鍵化合物（缺電子烯烴、醛酮、亞胺等）的不對稱串聯反應為研究對象，探索在催化劑仲胺分子中引入酸、鹼、硫脲等基團後，其立體結構和催化作用模式的改變對醇分子及其他底物的活化能力的影響，由此所產生串聯反應的選擇性、產物的分布及立體化學的變化規律；研究原位產生的β-烷氧基醛作為親核供體或親電受體與不同活性的雙鍵化合物反應時的情況；通過對體系反應動力學的研究，探索串聯反應的機理；在深刻認識仲胺催化劑與多組分底物相互作用的差異對串聯反應的影響規律的基礎上，嘗試利用此類串聯反應合成生理活性物質。從而開發一種氧雜Michael加成引發的多組分串聯反應高效率高原子利用率和高選擇性的構建結構複雜多樣的手性含氧化合物的新方法。

結題摘要

由於醇羥基的親核惰性及氧雜Michael 加成的可逆性等問題，使得醇的Michael 加成引發的多組分串聯反應的研究成為一個具有挑戰性的課題。本項目在研究醇、丙烯醛與硝基烯烴的不對稱四步串聯反應構建極好的ee值的多取代的環己烯醛的基礎上，詳細的探索了二苯基脯氨醇矽醚催化β-取代β-硝基乙醇與α,β-不飽和醛的Michael–hemiacetalization構建含手性季碳的cis-δ-lactols，產物的ee值在99%以上。並發現其中主要產物cis-δ-lactols容易從反應體系中沉澱出來，該反應體系在保證產物的ee值及產率的基礎上能夠循環使用8次。這在工業套用中將有套用。深入的動力學研究表明該反應具有負的非線性效應，可能是雙分子催化的串聯反應。並將cis-δ-lactols轉化為δ-內酯、脯氨醇及六氫吡喃等結構。其後也發現二苯基脯氨醇矽醚能夠催化α-環烷基-β-硝基乙醇與α,β-不飽和醛的Michael–hemiacetalization反應，並原位氧化獲得高ee值、dr值的螺cis-δ-內酯。進一步拓展該反應體系時，研究了鹼催化的α-取代丙烯醛、硝基烷烴及多聚甲醛的串聯反應，發現在DBU催化下能夠獲得多取代的δ-lactols並能原位氧化得到δ-內酯化合物或還原得到六氫吡喃衍生物，並進一步衍生化合成了天然產物Manzacidin A 與C的關鍵中間體，遺憾的是篩選了眾多的手性鹼催化劑催化此反應均未得到良好對映選擇性產物，相關催化劑合成及研究還在進行之中。