手性“受阻路易斯酸鹼對”催化劑的設計、合成及套用

《手性“受阻路易斯酸鹼對”催化劑的設計、合成及套用》是依託南開大學，由王曉晨擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：手性“受阻路易斯酸鹼對”催化劑的設計、合成及套用
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王曉晨
• 依託單位：南開大學

中文摘要

受阻路易斯酸鹼對是由大位阻路易斯酸和路易斯鹼共同組成，它們由於位阻因素，難以生成酸鹼加合物，進而表現出了特殊的化學性質。自Stephan教授於2006年報導發現硼磷組成的受阻路易斯酸鹼對具有裂解氫氣的活性以來，該類化合物陸續實現了二氧化碳、一氧化氮、環丙烷等多種化合物的活化。同時，該類化合物作為催化劑，在氫化、矽氫化和硼氫化等反應中得到了廣泛地套用。近期，使用手性受阻路易斯酸鹼對研究不對稱催化已成為該領域的研究熱點。然而，該研究面臨著幾個挑戰。首先，由於發展的時間較短，已報導的手性催化劑還很少；其次，已實現不對稱催化的反應類型較少，主要是氫化反應，且底物局限性大；最後，反應的轉化數和選擇性尚無法達到過渡金屬催化的水平。針對這些問題，本項目擬開展新型手性受阻路易斯酸鹼對催化劑的合成研究，再使用這些新催化劑拓展反應類型，解決底物局限，期望實現高效高選擇性的不對稱反應。

結題摘要

本項目主要針對手性受阻路易斯酸鹼對(FLPs)不對稱催化研究領域中缺乏高效催化劑、反應類型和底物適用範圍受限等問題，設計合成具有新型結構的手性硼催化劑，研究新催化劑的反應活性和選擇性以及構效關係，同時，拓展硼催化反應類型，解決底物適用性限制。在項目資助期內，本課題組設計併合成了多種新型結構手性硼催化劑，通過烯烴硼氫化反應現場生成系列並環雙硼和螺環雙硼催化劑，該類催化劑在亞胺氫化和喹啉氫化反應中的活性和選擇性已達到世界領先水平，突破了轉化數的世界紀錄；而且，該類催化劑與其他已知催化劑相比，具有較大結構差異，已成為本課題組的標誌。我們還發展出了多個硼催化新反應，包括硼催化惰性環丙烷開環反應、硼催化吡啶的串聯還原反應和硼催化負氫遷移誘導的成環反應等，大大豐富了硼催化化學，為該領域的進一步發展做出了重要貢獻。在該項目資助下，共發表高水平論文7篇（其中5篇Angew. Chem. Int. Ed.，1篇ACS Catal.和1篇Org. Lett.）。項目負責人王曉晨於2018年獲得ACP Lectureship Award，2019年獲得首屆“科學探索獎”。綜上所述，我們很好地實現了研究目標。