複雜官能化手性聯芳不對稱催化合成研究

《複雜官能化手性聯芳不對稱催化合成研究》是依託中山大學，由邱立勤擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：複雜官能化手性聯芳不對稱催化合成研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：邱立勤
• 依託單位：中山大學

中文摘要

手性聯芳是天然產物、藥物、材料、農用化學品等的重要構築模組，也是形成許多手性輔助試劑和重要手性配體的骨架。近年來，Suzuki-Miyaura反應成為合成非手性聯芳的最強有力手段，但由於對空間位阻和手性匹配的要求嚴格，不對稱S-M反應合成手性聯芳的有效催化劑及手性配體迄今仍非常有限，複雜官能化手性聯芳不對稱催化合成研究更為罕見。官能化手性聯芳上的官能團如醛基、酮基、羧基、酯基、醯胺基等可進一步進行多用途轉化，直接催化不對稱合成具有重要的科學價值和套用前景,該技術關鍵是在形成軸手性聯芳的同時，多用途官能團一併集成引入,這將有效降低製備成本，簡化合成過程。本項目擬在以前良好工作的基礎上，進行複雜官能化手性聯芳高效催化體系探索，考察配體和底物類型、結構、電性、活性金屬等諸要素對催化過程的影響，以期發現新型高效催化體系，揭示催化過程變化規律，進一步豐富發展自主智慧財產權單膦配體體系，開拓其套用領域。

結題摘要

手性聯芳是天然產物、藥物、材料、農用化學品等的重要構築模組，也是形成許多手性輔助試劑和重要手性配體的骨架。近年來，Suzuki-Miyaura反應成為合成非手性聯芳的最強有力手段，但由於對空間位阻和手性匹配的要求嚴格，不對稱Suzuki反應合成手性聯芳的有效催化劑及手性配體迄今仍非常有限，複雜官能化手性聯芳不對稱催化合成研究更為少見。為了完成複雜官能化手性聯芳的構建，本項目設計開發了6類新型單膦配體，這些配體連同本課題組先前開發的配體以及MOP系列配體被套用於鈀催化的Suzuki偶聯反應，進行合成官能化手性聯芳的探索。藉助於底物和催化體系的設計最佳化，成功合成了2或2’-位含有醛基、膦酸酯、芳基氧膦、硝基等官能團或含有喹啉基結構的聯芳，這些基團可以進一步多用途轉化為-COOH、-CH2OH、PR2和NH2等。連同預先設計集成在底物其它位點上的基團如烷基、烷氧基、鹵素等，經過一步Suzuki偶聯反應，可高收率、高對映選擇性地製備複雜的多官能化的手性聯芳（最佳97%收率，97% ee）。該方法克服了目前不對稱Suzuki反應存在的活性和對映選擇性不高、底物範圍窄、適應性差，製備的聯芳官能團簡單、難修飾轉化的缺陷，大幅度降低了合成成本，簡化了合成路線，顯著地擴大了Suzuki反應的套用範圍，尤其是在製備複雜的手性聯芳方面。其間，考察了配體和底物類型、結構、電性、鈀源等諸要素對催化過程的影響，並套用DFT計算對不對稱催化過程進行了機理探討。新型手性配體的開發進一步豐富發展了自主智慧財產權的聯芳基單膦配體體系，並已成功拓展到一些其它反應中。到目前為止，已在國際知名學術期刊發表論文5篇，申請發明專利6件，其中3件已獲授權，還有部分論文正在整理中。