《羥基誘導選擇性C-H鍵去對稱化製備手性叔醇的研究》是依託陝西師範大學，由黃治炎擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：羥基誘導選擇性C-H鍵去對稱化製備手性叔醇的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：黃治炎
- 依託單位：陝西師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目主要通過羥基與金屬配合物的協同作用，立體選擇性催化對稱叔醇C-H鍵活化，去對稱化，再採用原位金屬有機反應兩步一鍋合成具有光學活性的手性叔醇。該方法具有環境友好、原子經濟的特性，體現了重要的基礎研究價值。該方案以簡單易得的對稱叔醇為原料，巧妙地利用分子中的羥基作為誘導基團或氫鍵供體輔助實現C-H去對稱化。作為誘導基團通過高效篩選手性金屬配合物，並結合分子模型和計算化學的輔助最佳化手性配體，構建立體控制模型，實現近端C-H鍵去對稱化；作為氫鍵供體通過與雙功能手性配體的協同作用，實現遠端C-H鍵去對稱化。反應所得中間體再通過原位醋酸碘苯氧化、親核取代或與有機硼酸、鹵代物通過Suzuki-Miyaura、Hiyama偶聯等反應，製備具有結構多樣的手性叔醇。在此基礎上，通過進一步最佳化催化過程，建立大量製備高附加值手性叔醇的體系，同時拓展到構建其它具有重要價值的手性季碳中心。
結題摘要
在執行羥基誘導去對稱化製備手性叔醇的過程中，董廣彬課題組和余金權課題組先後報導了多篇該方面的工作，使得我們的課題研究陷入被動，我們根據課題研究過程中的新發現，對研究內容和目標做了必要的調整，具體完成情況如下：（1）建立了選擇性單芳基化多氟芳烴的鎳/鎂共催化體系。以THF、二氧六環和DME為混合溶劑，我們發展的鎳催化體系首次在近室溫（10-40 度）的溫和條件下，可有效促進結構多樣的芳基三氟甲磺酸酯與多氟芳基格氏試劑發生Kumada交叉偶聯。其官能團耐受性好，單芳基化選擇性大於99%，為合成具有重要功能的非對稱多氟聯芳烴類化合物打下了良好的基礎。機理研究表明Ln Ni(II) (ArFn)2複合物為催化劑的靜止態。（2）建立了第二代簡單高效的合成含氟聯芳烴的鎳/鋅共催化體系。採用多氟芳基鋅試劑為偶聯底物，利用其親核性和鹼性均弱於相對應多氟芳基格氏試劑的性質，理論上可有效降低形成穩定二價鎳複合物的速率，從而抑制催化劑失活。以商業可得的DPEPhos為膦配體，在單一的溶劑THF中，其所形成的鎳複合物催化活性展現出足夠長的半衰期，可促進多氟芳基鋅試劑與結構多樣性的芳基溴代物發生Negishi偶聯；進一步研究發現以更便宜的PPh3為膦配體，在單一的溶劑THF中，其所形成的鎳複合物可促進多氟芳基鋅試劑與結構多樣性的雜芳基溴或氯代物發生Negishi偶聯。這兩種基於不同膦配體的鎳催化體系幾乎涵蓋了各種多氟聯芳烴類化合物的合成，具有很好的套用開發價值。（3）機理研究表明，鎳中心連有兩個含氟芳烴的二價鎳複合物Ln Ni(II) (ArFn)2結構穩定，難以發生還原消除，這既是催化劑失活的原因，也是原料、產物難於發生C-F鍵衍生化的關鍵所在。該關鍵科學問題的闡明為鎳催化劑套用於構建重要多氟聯芳烴功能分子掃清了理論障礙，不用擔心中間體或期望產物進一步發生C-F鍵衍生化，而導致反應體系複雜和產物難於分離。本研究涉及到的重要含氟聯芳烴化合物的克級製備很好地證明了這一點。 綜上所述，我們在鎳催化多氟聯芳烴化合物合成方面的系統研究較清楚地回答了內在的科學問題，為下一步套用技術開發打下了良好的理論基礎。
