《催化不對稱a-氰化反應研究》是依託北京理工大學，由陳甫雪擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：催化不對稱a-氰化反應研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：陳甫雪
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
手性脂肪族有機腈類化合物是重要的有機合成中間體和醫藥、農藥領域的官能化合物。其合成方法主要包括官能團轉化、不對稱氰基親核加成反應（如醛酮的氰醇化反應、亞胺的Strecker反應、烯酮等的共軛氫氰化反應）等，而不對稱α-氰化反應卻鮮見文獻報導。本研究擬合成具有不同結構和反應特性的陽離子氰基試劑包括高價碘(III)-氰基、O-氰基、N-氰基、S-氰基試劑等；並將其作為親電性氰化試劑，以含活潑氫的羰基化合物（如1,3-二羰基化合物、羧酸及其衍生物、醛、酮）等為底物，研究sp3-碳鏈上的親電型直接α-氰化反應。在手性催化劑存在下，實現α-氰基羰基化合物的催化不對稱合成。重點研究陽離子氰基試劑的性質、反應條件、催化劑結構、以及底物的結構與性質對不對稱α-氰化反應的影響，揭示影響高收率、高對映選擇性合成α-氰基羰基化合物的關鍵因素和一般規律，發展不對稱合成方法學。
結題摘要
由於氰基的豐富官能團轉化潛力，向有機分子骨架中引入氰基的方法稱為合成化學研究的前沿熱點領域之一。本項目從新穎親電型陽離子型氰基試劑的設計、合成及其合成套用研究出發，突破傳統官能團轉化或使用毒性較高的氰基試劑參與的親核反應，發現了O-氰基、N-氰基、N-硫氰基、N-硒氰基等新型親電試劑，成功套用於不對稱α-氰基化、α-硫氰基化、α-硒氰基化反應，掌握了在使用新型親電試劑的不對稱催化反應中控制對映選擇性的關鍵技術，實現了芳烴、烯烴的氰基化、硫氰基化反應，以及手性α-氰基/硫氰基/硒氰基β-羰基羧酸衍生物、氧化吲哚的不對稱催化合成。因此，採用10-12 mol%Zn(BF4)2或Ni(OTf)2與DBFOX/Ph或Pincer配體形成的絡合物作為手性催化劑，在溫和條件下，最高以97%ee合成了β-羰基-α-氰基酮酯、94%eeβ-羰基-α-氰基酮醯胺、98%ee α-芳基α-氰基氧化吲哚、以及最高92%eeβ-羰基-α-硒氰基酮酯。採用10mol%由金雞納鹼衍生的有機催化劑，實現了β-酮酯或酮醯胺的不對稱氰基化、硫氰基化反應，對映選擇性最高達94%ee。項目研究了手性配體的結構、催化劑的性質與結構、底物結構、親電試劑結構等內在因素，以及溶劑、溫度、濃度、用量比例關係等外在反應條件參數對催化活性和對映選擇性的影響，並通過X-射線單晶結構分析、非線性效應、原位核磁共振分析、原位高分辨質譜分析、添加中間體捕獲試劑等方法，討論並提出了催化反應的機制，獲得了關於親電試劑結構與活性及其對不對稱反應的對映選擇性影響的規律性認識，發展了合成化學新方法，為含氰基化合物的合成及其套用奠定了基礎。
