《鹼土金屬催化的新型烯丙醇重排反應研究》是依託蘭州大學，由林利擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鹼土金屬催化的新型烯丙醇重排反應研究
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：林利
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
烯丙醇重排反應能直接得到飽和羰基化合物或Aldol加成產物，可避免由烯丙醇化合物經氧化（還原）、還原（氧化）反應等繁瑣步驟所帶來的環境污染。但反應往往需要價格昂貴或劇毒的過渡金屬作為催化劑，或在強酸、強鹼及高溫回流等苛刻條件下才可進行，其套用受到極大限制。而過渡金屬(尤其是重金屬)殘留亦成為日益嚴峻的藥物安全問題之一，是製藥工業中急需解決的關鍵問題。基於此，本項目擬發展一種溫和條件下避免過渡金屬使用的新型烯丙醇重排反應，即以環境友好的鹼土金屬催化γ-羥基烯酸酯的重排反應，原子經濟性合成γ-羰基酯化合物的新方法，並將其用於合成一系列具有潛在生物活性的手性α/β-取代的γ-羰基酯及α-烯基取代的γ-丁內酯。項目涉及新型的雙烯醇中間體的原位生成方法，具有較強的創新性和可行性，類似工作未見報導。據此可發展多種新型有機反應，具有較強的拓展性及套用性，可為建立較強延續性的研究體系奠定基礎。
結題摘要
化學新反應和新試劑的發展是有機化學中兩個最為重要的研究內容，尤其對於新藥研發具有重要的意義。項目組發展了一種溫和條件下環境友好的甲氧基鎂催化γ-羥基烯酸酯的新型烯丙醇重排反應，能原子經濟性合成一系列γ-羰基酯化合物；該方法具有廣泛的底物適用性，分離產率高，所用催化劑來源廣泛且廉價易得，能夠避免過渡金屬及劇毒品的使用；反應機理研究表明該重排反應經歷了原位雙烯醇中間體的生成。項目組繼而對γ-羥基烯酸酯與醛的重排-加成串聯反應進行了研究，獲得了一系列α-高度官能團化的γ-羰基酯化合物。作為項目組對鹼土金屬催化雙烯醇中間體生成和利用研究工作的重要提升和拓展，項目組發展了BINOL-鎂多功能催化劑催化手性丁內醯胺的不對稱合成新方法；該催化體系在各類不飽和體系的直接不對稱加成中均取得了很好的立體選擇性。 完成項目同時，以非天然胺基酸為導向，項目組發展了Salen-鈦複合物催化由脂肪硝基烯高效不對稱合成手性β-氰基硝基的新方法；該方法可放大量獲得手性β-氰基硝基，經簡單轉換即可以35%的總收率得到手性N-Boc-β-胺基酸；首次通過原位核磁揭示該催化經由TMS-硝基酯中間體進行。項目組還發展了一種有機鋅試劑對手性亞磺醯酯亞胺的不對稱加成反應，能高產率和高立體選擇性地獲得各類手性α-胺基酸。 針對於獲得具有廣泛生物活性的雜環化合物,項目組開展了芳香雜環的直接官能團化研究。報導了苯並噻唑鈉鹽在氨基醇鋰協同促進下對手性亞胺的高立體選擇性加成，產物易於衍生得到光學活性的苯並噻唑類二芳香胺化合物；此外，項目組發展了銅鹽催化的末端炔和活性硝基化合物氧化合成3,5-二取代異惡唑的新方法。 項目進行發現氘代甲氧基鎂與非氘代甲氧基鎂具有不同的反應性質，對照實驗表明氘代甲氧基鎂具有更強鹼性，其在有機合成及不對稱催化中將具有更廣泛、更獨特的套用價值。因而建議後續對氘代甲氧基鎂的套用進行深入細緻的研究，並開展氘-氫取代對手性催化劑或手性配體催化效能影響的相關研究，具有重要的理論和實際套用價值。 項目期間參加六屆國內、國際學術會議，作口頭報告一次，牆報兩次；研究工作培養畢業碩士生三名；發表SCI論文5篇，總引用率25次；申請國家發明專利兩項。 通過項目進行，項目組在有機合成新方法與機理研究方面積累了豐富經驗，為基於化學特性的新藥發現研究奠定了基礎，對後續化學合成與藥物化學的有機結合具有重要意義。
