《鈀催化烯丙位碳氫鍵不對稱官能化反應研究》是依託中國科學技術大學，由汪普生擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鈀催化烯丙位碳氫鍵不對稱官能化反應研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：汪普生
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
碳氫鍵活化是近年來快速發展的熱門領域，其中鈀催化烯丙位碳氫鍵的官能化反應是指一類通過二價鈀活化烯丙位碳氫鍵並形成烯丙基鈀中間體，然後經過後續反應完成烯丙位新的成鍵過程的反應。通過這樣一個過程，可以實現從最基礎的化工原料烯類化合物到不同種類高附加值化合物的最直接經濟的綠色高效轉化。但是由於烯丙位碳氫鍵的活性比較低，所以實現在溫和條件下烯丙位碳氫鍵的多樣性官能化反應，特別是高選擇性地不對稱官能化反應，仍然具有很大的挑戰。本項目主要內容包括：設計不同類型的反應底物，通過調控二價鈀催化劑的配體及其抗衡陰離子，實現二價鈀催化劑對烯丙位碳氫鍵的高選擇性地活化，探索發展一系列二價鈀催化的烯丙位碳氫不對稱官能化反應的新型方法學，同時進行細緻深入的反應機理探究；將鈀催化烯丙位碳氫的官能化反應直接套用於多種藥物分子和天然產物的合成，為更多的複雜天然產物和藥物分子的多樣性導向合成提供一條更簡捷高效的途徑。
結題摘要
不對稱烯丙基取代反應是構築手性化學鍵的重要方法之一，通常該類反應需要使用高活性的烯丙基試劑，例如烯丙基碳酸酯，烯丙基鹵代物等。相較於經典的不對稱烯丙基取代反應，烯烴烯丙位碳氫鍵的直接不對稱官能化反應具有更好的原子經濟性和步驟經濟性。通過手性配體及手性陰離子調控，我們實現了多種類型α-烯烴烯丙位碳氫鍵的不對稱催化轉化，合成了結構多樣的手性化合物，並將該方法學套用合成多種天然產物和藥物分子。此外，通過對照實驗和結合現代計算化學手段，我們還對本項目中所涉及的反應機理進行了深入的探索和研究，首次提出了一種基於質子和電子對協同轉移的新型碳氫鍵活化模式。在基金資助期間，我們主要完成了三部分內容工作，包括烯烴烯丙位碳氫鍵分子內不對稱官能化反應構築手性雜環、多種烯烴烯丙位碳氫分子間烷基化反應和手性陰離子誘導的鈀催化烯丙基化反應。通過分子內不對稱胺化和氧化反應，高效構建了手性四氫嘧啶和苯並二氫吡喃骨架，並成功套用於藥物分子Letermovir和天然產物Gonytolide C的不對稱催化。通過質子和電子對協同轉移的機理，實現了1,4-二烯，非活化末端烯烴和烯丙基醚的烯丙位碳氫鍵直接不對稱烷基化反應，其中親核試劑的幾何構型和配位模式可以很明顯地影響1,4-二烯烯丙位碳氫鍵不對稱烷基化反應產物的區域選擇性和雙鍵Z/E選擇性。基於鈀配合物、有機胺和手性布朗斯特酸三元催化劑體系，通過手性陰離子誘導，實現α-取代丙醛和1,4-二烯烴或炔烴的直接不對稱偶聯反應，以良好的產率、優良的區域選擇性和立體選擇性得到了結構多樣的手性醛類化合物。目前以第一作者和通訊作者身份發表學術論文10篇，其中在J. Am. Chem. Soc.發表學術論文2篇，Angew. Chem. Int. Ed.發表學術論文2篇，Org. Lett.發表學術論文2篇，J. Org. Chem.發表學術論文1篇，Organometallics發表學術論文1篇，Acta Chim. Sinica發表學術論文1篇，Chem. Lett.發表學術論文1篇。
