关键词： 黄烷酮   不对称合成   综述  

摘要： 黄烷酮及其衍生物是一种重要的生物活性的天然产物,在很多复杂的天然产物中存在该骨架结构,具有广泛的生物活性,对于黄烷酮的研究越来越得到重视.手性黄烷酮其本身在植物当中是种重要的化学物质,具有潜在的药用价值,但其含量较少,很多化学家致力于通过合成的方法来解决问题,推动了对映体富集的黄烷酮类的制备,但其制备过程存在一定的局限性,对于一些复杂结构的黄烷酮类化合物仍很难实现,这将是未来需要攻克的难题.本文综述了近年来黄烷酮的不对称合成方法.合成方法包括对羰基的还原、手性拆分、碳-碳键的形成、碳-杂键的形成及其他类型的合成方法.

关键词： 不对称合成   樟脑内磺酰胺   α-芳硫化反应   β-酮酯   手性诱导   条件优化  

摘要： (1S)-(-)-2,10-樟脑内磺酰胺与原位生成的芳基硫氯反应,制得系列亲电性N-芳硫基樟脑内磺酰胺试剂(1a~1c),并将其应用于与β-酮酯活泼氢的不对称亲电取代反应,合成了具有光学活性的α-芳硫基-β-酮酯衍生物。考察了试剂结构、底物酯基的体积及环大小、添加剂种类及用量,以及溶剂、温度等反应条件对手性诱导效率的影响。初步实验结果表明:以(1S)-(-)-N-对甲基苯硫基樟脑内磺酰胺(1a)为亲电试剂,六元环β-酮甲酯为底物,甲苯为溶剂,碳酸钾为碱,室温反应48 h,α-芳硫基-β-酮酯的收率可达91%,对映选择性达40%ee。

关键词： 诺贝尔化学奖   手性   手性催化剂   不对称合成   有机催化  

摘要： 2021年度诺贝尔化学奖被授予德国有机化学家利斯特和美国有机化学家麦克米伦,以表彰他们在"发展不对称有机催化"方面做出的卓越贡献。不对称有机催化深刻地影响了药物研究:它简化了药物合成中的环节、降低了能源消耗,使化学合成更简捷、环保、经济。我们的生活和工业生产都离不开各种化学合成产品。

关键词： 丙二酸二硫酯   有机小分子催化   不对称合成   手性药物  

摘要： 近年来丙二酸二硫酯作为亲核活性增强的丙二酸酯类似物,在不对称有机小分子催化反应中得到了很好的应用,实现了一些普通丙二酸酯无法实现的反应。综述2007年至今,丙二酸二硫酯参与的有机小分子催化不对称反应及其在手性生物活性分子、手性药物合成中的应用研究进展。

关键词： ent-kaurene天然产物   Horner-Wadsworth-Emmons反应   区域选择性   不对称Diels-Alder反应  

摘要： 本课题组前期利用多样性导向合成策略完成ent-kaurene天然产物Xerophilusin I、Neolaxiflorin L、Eriocalyxin B、15-epi-Enmelol全合成工作,为完成该类天然产物的不对称合成,对Horner-Wadsworth-Emmons反应进行了优化,改善了反应的区域选择性,在酸性条件下后处理,将Z/E混合物转化为单一Z构型.基于温和的酸性条件实现了单一构型的转化,提出了氢键辅助的Michael加成/retro-Michael消除的机理猜想.发展了Cu(OTf)_(2)催化的不对称Diels-Alder反应:以烯醇硅醚的双烯体3、β-酮酸酯1为亲双烯体,在噁唑啉为手性配体的条件下,以65%的收率和>19∶1dr值完成AB环的构建.

关键词： 手性吡喃并杂环化合物   环化反应   不对称催化   手性含氟季碳   逆电子需求的Diels-Alder反应   氢键催化  

摘要： 手性吡喃并杂环骨架广泛存在于天然产物、药物和生物活性分子中,其催化不对称构建一直以来是有机合成的热点研究领域。由于氟原子特殊的物理、化学、生物等性质,在有机化合物中选择性地引入氟原子,往往能提高其代谢稳定或增强其生物活性。因此,发展简洁、高效、高立体选择性的不对称环化成反应来构建吡喃并杂环骨架以及其含氟衍生物具有重要的意义。本论文重点研究了手性吡喃并吡咯、吡喃并噻唑及其含氟衍生物等四种并杂环分子的不对称合成,同时拓展了叔胺-氢键催化的应用范围。 1)基于叔胺-方酰胺催化策略,我们实现了吖内酯与双氧代吡咯烷的不对称[4+2]环化反应。该反应底物适用性广,一系列吡喃并吡咯类化合物均能取得较好的收率,优异的非对映选择性以及良好的对映选择性(所有产物dr>20:1,ee高达99%)。 2)基于叔胺-硫脲催化策略,我们实现了 β,γ-不饱和吡唑酰胺与5-烯基噻唑酮的不对称逆电子需求的D-A反应。该反应以中等到良好的收率(46%-99%),中等的非对映选择性(78:22->20:1 dr)以及优秀的对映选择性(86 to>99%ee)构建了一系列吡喃并吡唑类化合物。 3)基于叔胺-方酰胺催化策略,我们实现了 α-氟代丁酸酯与双氧代吡咯烷的不对称[4+2]环化反应,从而以高达99%的产率,>20:1 dr值以及99%ee值获得了一系列具有含氟手性季碳的吡喃并吡咯类化合物。 4)基于叔胺-硫脲催化策略,我们实现了 α-氟代丁酸酯与5-烯基噻唑酮的[4+2]环化反应,以高达99%的产率,>20:1 dr值以及99%ee值构建了一系列具有含氟手性季碳的吡喃并噻唑类化合物。

关键词： 不对称合成   邻亚甲基醌   手性磷酸   [4+2]环加成反应   色烯衍生物  

摘要： 手性在自然界中普遍存在且极其重要,尤其体现在医药、农药等重要领域。绝对构型和光学纯度不同的手性分子,在物理、化学性质和生物活性等方面也有所差异。因此,通过简单的原料制备高光学纯度的手性化合物,一直是科学家们致力追求的目标。邻亚甲基醌(o-QMs)具有独特的化学结构,是一类非常活泼的反应中间体。自被发现以来,o-QMs及其前体就常被应用于有机合成化学中。近些年,oQMs及其前体在不对称催化合成领域也受到了广泛关注和应用,在一定程度上扩大了高光学纯手性化合物的合成多样性。论文第一章综述部分,主要从不对称共轭加成反应和不对称成环反应两个方面介绍了o-QMs在不对称合成中的应用:o-QMs的不对称共轭加成反应是制备手性苯酚类化合物的重要方式;o-QMs的不对称成环反应为各类手性苯并含氧杂环化合物的合成提供了高效的策略。第二章介绍了基于o-QMs构筑轴和中心手性化合物的不对称环加成反应研究。通过手性磷酸(CPA)催化o-QMs和1-芳炔基-2-萘酚的不对称[4+2]环加成反应,以高产率、高对映选择性和中等到良好的非对映选择性成功获得了同时具有轴手性和中心手性的色烯衍生物。对照实验表明:该反应区别于一般的[4+2]环加成反应,最终产物经历了重排,推测包括分子间的[2+2]环加成反应,以及分子内的4π电子开环和6π电子关环的串联过程。

关键词： 手性双哌啶   鹰爪豆碱   三环二胺   不对称合成  

摘要： 不对称合成具有优越的原子经济性,是制备手性药物最重要的合成方法之一。在实现化学反应的不对称转换和反应产物的手性诱导过程中,手性配体的应用起决定性作用。与亚胺和膦配体相比,胺类配体具有对水分/空气稳定且结合力强等优点,是将反应引入绿色化学领域最具潜力的配体。本论文围绕着手性胺类分子的设计、合成及其在钯催化的不对称合成中的应用展开研究。论文第一章介绍了具有巧妙多环结构的天然产物,如鹰爪豆碱、金雀花碱、安那吉碱等分子的立体结构。列举并讨论了鹰爪豆碱作为手性配体在过渡金属尤其是镍、铜、锌、钯等金属催化的不对称反应中的应用。论文第二章介绍了以双哌啶环为核心骨架进行的分子设计。从廉价易得的天然产物(-)-金雀花碱三步合成四氢脱氧金雀花碱(本论文中简称NH-二胺),并制备了甲基取代和7个芳基取代的手性二胺,在保留手性三级胺的不对称诱导下,成功调整了NH-二胺中二级胺的空间和电子性质。制备的新型手性配体均通过H-NMR,C-NMR,Q-TOF等分析测试方法进行了结构确证。在论文的第三章,我们将这些手性二胺分子应用在过渡金属钯催化的芳基硼酸对环状磺酰亚胺的不对称加成反应中。该反应在手性二胺配体的作用下成功制得对应的手性磺酰胺,反应收率高达98%并获得96%的ee值。芳基取代的二胺同样显示出优秀的手性诱导作用,在相同反应条件下,产品的收率较好且具有高达82%的ee值。该反应适用性广,我们成功的制备了60种具有广泛代表性的手性磺酰胺。论文第四章介绍了在钯介导下的芳基硼酸与共轭环状烯酮的不对称1,4-加成反应。使用手性二胺为手性配体,在水性介质中,通过加入相转移催化剂,以高达70%的收率和88%的ee值成功制备环酮化合物。这类新型的三环手性二胺具有在水介质中催化不对称反应的潜力,在绿色不对称化学领域具有较大的优势和发展前景,为手性双哌啶类化合物的应用开拓了一个新领域,也为未来探索新反应类型、新生物活性提供了思路。

关键词： 布朗斯特酸   不对称合成   氧化吲哚衍生物   ɑ-手性硫醚   硫酚   双酚型氧化吲哚  

摘要： 氧化吲哚结构单元广泛存在于天然产物以及药物结构中,不同取代基修饰的氧化吲哚衍生物可展现不同的生物活性,如抗肿瘤、抗病毒、抗炎、抗结核等。因此,该类结构在药物分子设计工作中具有较重要的地位,氧化吲哚尤其是手性氧化吲哚的合成方法研究也越来越受到新药开发及合成人员的关注。本论文结合前人研究成果,在布朗斯特酸催化下合成了手性双酚型氧化吲哚、氧化吲哚衍生的ɑ-手性硫醚、以及3-硫代氧化吲哚等一系列氧化吲哚衍生物,并对各反应条件进行了系统的研究,具体内容如下:首先研究了手性磷酸催化下富电子苯酚对靛红衍生的醌类化合物的不对称1,6-加成反应,在对催化剂结构和用量、添加剂、溶剂、反应温度、反应时间等条件进行筛选和优化的基础上,我们对氧化吲哚N-保护基和苯环取代基做了充分的考查,扩展了23个底物,以最高99%的产率以及>99%的ee值合成了一系列双酚型氧化吲哚,并通过X射线衍射实验确定了产物分子的绝对构型。在产物的后续衍生化反应中ee值也得到了保持。我们通过对照实验对催化机理进行了研究,磷酸催化剂对反应的活化起到了关键作用,酚羟基的存在也是反应发生的关键因素。其次我们发展了硫酚/硫醇与3-羟基-3-吲哚基氧化吲哚的不对称反应,在磷酰亚胺酸催化剂的作用下,以高收率、高对映选择性得到了氧化吲哚衍生的ɑ-手性硫醚类化合物,在底物扩展中我们发现,该方法不但适用于芳香硫酚,脂肪类的硫醇也能取得很好的结果,最终我们扩展了41个底物,充分考查了3-羟基-3-吲哚基氧化吲哚上的各类取代基对反应的影响,以最高99%的产率和>99%的ee值合成了一系列氧化吲哚的ɑ-手性硫醚衍生物,随后的对照实验表明底物上吲哚的NH基团对反应的对映选择性控制起到了关键作用。最后我们探究了布朗斯特酸催化下硫酚/硫醇与3-螺环氧乙烷氧化吲哚的反应,在对甲苯磺酸的作用下,3-螺环氧乙烷氧化吲哚与硫酚/硫醇发生开环,生成了3-硫代氧化吲哚。我们对反应的底物适用性进行了考查,不同取代的硫酚和苄硫醇都取得了不错的结果,之后对氧化吲哚上取代基的考查表明,氧化吲哚上的取代基会对反应活性产生一定影响。最终我们以最高83%的产率得到了25个3-硫代氧化吲哚,并对产物的不对称合成进行了初步探究。

关键词： 镍催化   全碳小环   杂环   环丁酮肟酯   环丁酮   苯并呋喃   氧杂或氮杂双环烯烃   还原开环反应   不对称合成  

摘要： 环状化合物的开环反应是最重要的有机反应之一。一方面,通过此反应能够将简单易得、结构多样的环状分子高效地转化为各类多官能团化合物,为合成结构更加复杂的化合物提供合成砌块。另一方面,过渡金属催化的交叉亲电偶联反应具有官能团耐受度高、反应条件温和等优势,近年来发展迅速。将交叉亲电偶联和开环反应相结合,在还原性条件下使用亲电试剂对环状化合物进行开环,是一种具有多种优点的、崭新的开环策略。使用这一策略在构建碳碳键时能避免使用预制备的金属有机试剂,从而很好地兼容亲电性的官能团,因此完善和发展这种模式的开环反应有着重要的意义。与传统的、发展完备的亲核开环反应相比,还原开环反应由于缺乏可靠的手段使底物发生极性反转,发展相对滞后。目前,还原开环反应的底物主要局限于小环杂环化合物,而全碳小环和非小环杂环化合物的还原开环反应则鲜有报道。本文第一章将介绍当量金属促进以及金属催化的小环杂环化合物的还原开环反应的研究进展。环丁酮肟酯和环丁酮这两类全碳小环化合物,由于其本身存在较大的张力,较易通过碳碳键断裂进行开环反应,但是前人的工作都是在氧化还原中性条件下使用亲核试剂对其开环。本文中,我们在镍催化下以高产率和区域选择性实现了芳基酰氯对环丁酮肟酯的还原开环反应,以高对映选择性实现了环丁酮的不对称还原开环反应,为碳碳键断裂重组提供了全新的思路。苯并呋喃和氧杂或氮杂双环烯烃这两类非小环杂环化合物,在经历β-杂原子消除后能完成开环反应,得到各种有用的苯乙烯衍生物,因此它们是合成中非常常用的合成子。本文中我们使用烷基卤化物为亲电试剂,在镍催化下以良好的收率实现了苯并呋喃的还原开环反应,以高产率和对映选择性实现了氧杂或氮杂双环烯烃的不对称还原开环反应。上述方法进一步拓宽了还原开环反应中环状化合物的种类。我们利用镍催化将还原开环反应中的环状化合物拓宽到了全碳小环和非小环杂环化合物,使之不再局限于小环杂环化合物。另外,芳基酰氯、烷基卤化物、芳基卤化物等不同种类的亲电试剂被我们引入到还原开环反应中,进一步完善了该策略。初步的机理研究加深了我们对还原开环反应的认识,为后续进一步发展该策略奠定了基础。