关键词： 有机电合成   不对称催化   对映选择性   过渡金属催化   有机催化  

摘要： 不对称合成是有机化学最重要和最有价值的前沿领域之一.近年来,随着有机电化学的复兴和蓬勃发展,利用电化学的优势,拓展不对称催化的反应类型、活化模式、成键体系以及底物的适用范围,为完成传统化学难以实现或者无法实现的不对称转化带来新的契机.因此,发展新型、高效、精准和可持续的电化学不对称合成策略,具有重要的研究意义.尽管具有诸多优势并取得了关键进展,不对称电化学合成依然极具挑战性,高对映选择性电化学转化的例子报道相对较少.近年来,国内外有机化学领域的学者们在电化学不对称催化领域开展了一系列原创性的研究工作,取得了令人瞩目的成果.全面梳理了过渡金属、有机小分子、生物酶、手性电极、手性电解质、手性溶剂和手性辅助剂参与的不对称电化学合成及其相关的反应机理;概述了不对称有机电化学合成领域的理论创新、技术突破和困难挑战;并展望了该领域的未来发展趋势.

关键词： 电化学   不对称合成   不对称电化学合成   金属催化   有机催化  

摘要： 有机电化学合成可以追溯到19世纪,其发展历史悠久.而将不对称催化和有机电化学合成结合开辟新的合成方法,已逐渐成为合成手性化合物的重要途经之一.因此,不对称电化学合成吸引了众多有机合成研究者的关注,在近几十年间,不对称电化学合成发展迅速且成效卓越,已成为新兴领域.不对称电合成可以突破传统合成的限制,通过调节电流、电压以改变反应的选择性,甚至开发出传统合成方法无法实现的策略,并且具备温和高效、绿色环保等优势.目前,不对称电化学已与有机小分子催化、金属催化、光催化、酶催化等领域相结合,在合成具有药物活性分子等方面有着巨大潜力,但不对称电化学的发展仍有许多局限性,探索新的电化学不对称催化体系仍然有巨大的挑战性,还有很多未知需要探索.基于此,本文总结了近二十年不对称电化学的进展,依据催化剂类型不同,分为金属电化学还原不对称催化、金属电化学氧化不对称催化、有机电化学还原不对称催化及有机电化学氧化不对称催化四个方面介绍不对称电化学的研究成果.

关键词： 不对称合成   轴手性   阻转异构体   中心手性   生物活性分子   手性配体   天然产物   对映选择性  

摘要： 轴手性呋喃骨架是一类五元杂芳基阻转异构体,构成了许多天然产物、生物活性分子的核心单元[1-2](图1a).因此,发展催化不对称构建轴手性呋喃骨架对于发展生物活性分子、手性配体和催化剂具有极其重要的意义.然而,从2017年,Rodriguez、Bonned等[3]通过氧化中心手性转化为轴手性的策略,对映选择性地合成了呋喃类阻转异构体后,关于催化不对称构建轴手性呋喃骨架的报道就屈指可数.这些已构建的轴手性呋喃骨架主要是基于五元-六元呋喃类骨架的3-芳基苯并呋喃和兼具中心手性的3-芳基苯并呋喃,仅有一例构建轴手性五元五元呋喃类骨架的报道[4](图1b).

关键词： 手性药物   天然药物   中药   不对称合成   药理作用   新药研发  

摘要： 手性化合物在自然界中广泛存在。许多天然药物分子均含有手性中心,且药物的药理活性与分子的手性结构密切相关。在已知的传统中药体系中,存在着大量的手性药物分子,这些药物分子被广泛应用于各类临床治疗诊断中。因此,研究手性分子在中药中的存在形式和作用机制,对于深入探索中药的药理、药效至关重要。以中药中的手性天然药物分子为研究对象,旨在阐述其手性结构、化学与生物合成方法、药理活性与手性的相关性,以及手性药物在临床应用中的重要进展,探讨中药源手性药物研发的前景。

关键词： IDO1抑制剂   合成工艺   创新药   硫亚胺化   不对称合成  

摘要： 目的优化新型IDO1抑制剂HS-10319的合成工艺。方法以丙二腈为起始原料,经硝化、重排、肟化、脱水缩合、重氮化反应得到4-氨基-N′-羟基-1,2,5-噁二唑-3-亚甲酰氯(4);另以二甲基二硫醚为起始原料,经氧化反应后与二丙酮-D-葡萄糖在碱性条件下反应得到高立体选择性的S构型甲基亚砜化合物(7),7经取代、胺化反应后与中间体4发生取代反应,然后经重排、重氮化、取代、环合、缩合和水解反应得到目标化合物HS-10319。结果与结论目标化合物及其关键中间体的结构经1H-NMR、13C-NMR和MS谱确证,总收率为8.06%(以丙二腈计),纯度为98.9%(HPLC法)。优化后的工艺参数设置合理、工艺稳定性好、产品质量稳定且易于控制,适合工业化生产。

关键词： 黑腹尼虎天牛   接触性信息素   手性源   (S)-环氧丙烷   不对称合成  

摘要： 黑腹尼虎天牛是一种危害林木与果树的蛀干害虫,其接触性信息素为(R)-9-甲基二十七烷、(R)-7-甲基二十五烷和(R)-7-甲基二十七烷.以(S)-环氧丙烷为手性源,环氧丙烷与格氏试剂的开环加成、仲磺酸酯与格氏试剂的SN2烷基化以及手性醛的Wittig偶联为关键步骤,发展了一种新的合成黑腹尼虎天牛接触性信息素的方法.

关键词： 不对称合成   [3+2]环加成   噁唑烷-2-酮   紫杉醇侧链  

摘要： 研究了一种α,β-环氧羧酸酯与异氰酸酯之间的[3+2]环加成反应.以溴化镁为催化剂,通过α,β-环氧羧酸酯与异氰酸酯发生[3+2]环加成反应,高效地合成出手性噁唑烷-2-酮.反应具有良好的底物适应性,对于手性环氧化合物参与的反应,产物对映体过量值保持良好.产物在碱性条件下开环,合成出紫杉醇C-13侧链((2R,3S)-3-苯甲酰胺-2-羟基3-苯基丙酸甲酯),光学纯度高达97%ee.

关键词： 铜氢催化   铜硼催化   氮唑内酯   手性化合物   不对称合成  

摘要： 手性化合物广泛存在于自然界中,具有重要的研究价值,在药物化学、有机合成化学、生命科学等领域具有重要的应用价值和潜能。因此,手性化合物的合成方法学一直是有机合成中的研究热点,合成手性化合物的方法有很多,目前最有效的不对称合成方法是以金属催化为代表的手性催化法。本文介绍了 CuH、CuB两种铜络合物催化的不对称合成,以及催化剂控制的2H-氮杂丙烯啶与恶唑酮的非对映发散反应。具体内容如下: 第一部分:采用CuH催化芳基烯烃与2H-氮杂丙烯啶的偶联反应,合成了具有光学活性的β，β-二取代酮。这一过程是通过手性烷基铜络合物区域选择性地攻击2H-氮杂丙烯啶的N-C2键生成手性β-芳基亚胺,然后亚胺水解产生β，β-二取代酮。该方法为手性β,β-二取代酮在温和条件下以高收率和高对映选择性合成提供了一种新的补充方法。 第二部分:开发了一种铜与双磷配体催化的具有高度对映选择性和非对映选择性的氮杂二烯的烷基硼化反应。该反应使用苯乙烯插入到铜硼络合物之间得到的手性烷基铜硼试剂作为亲核试剂,与氮杂二烯发生1,4加成,扩展了铜硼催化在不对称合成上的应用。所得到的反应产物化学活性高,可转化为多种用途广泛的化合物。 第三部分:在温和的反应条件下,利用两种不同的催化剂,恶唑酮类化合物与2H-氮杂丙烯啶可以分别生成具有相邻的四取代立体碳中心的氮嘧啶的非对映异构体。该方案具有优异的非对映选择性、广泛的底物范围和良好的官能团相容性。

关键词： 轴手性1,3-丁二烯   手性磷酸   丁三烯   相转移催化   氮烷基化   烯烃碳氢键官能团化  

摘要： 手性普遍存在于自然界中,在生命进程中扮演着重要角色。早期研究主要集中在中心手性化合物的绿色合成与应用。近些年,轴手性、螺旋手性、面手性等其他非中心手性现象才逐渐引起化学工作者的重视。其中以联芳基骨架为代表的轴手性骨架被广泛应用于在生物医药、功能材料、精细化工、绿色合成以及环境科学等领域。然而,非联芳基类轴手性化合物的绿色合成与应用研究则显得相对匮乏。其中,关于轴手性烯烃类化合物的研究则一直停留在轴手性芳基烯烃类化合物的合成与应用上。因特殊的空间拓扑结构,轴手性1,3-丁二烯在不对称合成和功能材料等领域具有较大的应用潜力。但其轴手性稳定性较差,导致相关的合成与应用研究至今基本处于未开发状态。极易消旋的反式旋转过渡态,对非环状轴手性1,3-丁二烯类化合物的绿色、高效合成研究提出了极高的要求。本论文结合绿色可持续发展理念,通过不对称氮烷基化、不对称烯烃碳氢键官能团化和丁三烯分步不对称双官能团化三种便捷、高效、低能耗的合成策略完成了新型轴手性1,3-丁二烯类化合物的构建和拓展,具体研究内容如下: 利用烯胺的氮烷基化反应实现了轴手性1,3-丁二烯类化合物的不对称构建,为该类化合物的不对称合成研究打下了坚实的基础。该方法利用廉价易得、环境友好的辛可宁衍生物作为手性相转移催化剂,以轴手性不稳定的全取代1,3-丁二烯为底物,高效地构建了轴手性1,3-丁二烯类化合物。该方法通过氮烷基化的方式来阻止烯胺-亚胺互变过程,同时增大取代基位阻,进而限制手性轴的自由旋转来实现轴手性1,3-丁二烯不对称合成。该方法对全取代1,3-丁二烯底物以及亲电试剂结构具有很好的兼容性,以高产率和高対映选择性(产率最高可达99%,ee值最高可达96%)构建了34个轴手性1,3-丁二烯类化合物。同时,利用该烯烃与联烯胺阴离子的结构关联性,以接近100%手性传递率,实现了该烯烃的立体构型翻转,进一步拓展了13个轴手性1,3-丁二烯类化合物。 有机催化的烯烃碳氢键官能团化突破了过渡金属催化的垄断局面,是不对称构建轴手性1,3-丁二烯类化合物最直接有效的方法。该方法利用手性磷酸作为手性阴离子相转移催化剂,通过新型烯烃碳氢键不对称官能团化反应机制,向五取代1,3-丁二烯底物中引入溴原子,高效地合成了全取代轴手性1,3-丁二烯类化合物。该方法对于五取代1,3-丁二烯底物结构具有很好的兼容性,以优异的产率和対映选择性(产率最高可达99%,ee值最高可达99%)构建了27个轴手性1,3-丁二烯类化合物。通过绿色、经济、高效的一锅法衍生化反应,成功将多种含杂原子的官能团引入到轴手性1,3-丁二烯骨架中,以优异的产率和対映选择性(产率最高可达90%,ee值最高大于99%)进一步构建了21个新型轴手性1,3-丁二烯类化合物。反应机理研究表明,该反应主要包括底物活化、去质子化和[1,3]-溴迁移等反应过程。其中,去质子化过程为反应的决速步和对映选择性决定步,[1,3]-溴迁移过程的面选择性决定了产物的Z/E选择性。消旋机制研究表明,起阻转和支撑作用的取代基均会对1,3-丁二烯手性轴的稳定产生影响。应用研究表明,轴手性1,3-丁二烯不仅可以作为手性合成子向其他手性结构转化,还可以作为手性配体应用于不对称催化反应中。 丁三烯的分步双官能团化首次将丁三烯应用于轴手性领域,为高效不对称构建轴手性化合物开辟了新途径。该方法主要包括手性Lewis酸催化下的丁三烯与吲哚的不对称迈克尔加成反应和全取代轴手性联烯化合物与大位阻亲电试剂的转化反应。通过具有100%原子经济性的不对称迈克尔加成反应,以最高99%的产率和72%ee构建了9个全取代轴手性联烯化合物。通过后续方便、快捷的转化反应,以接近100%手性传递率和最高96%的产率,进一步构建了7个新型轴手性1,3-丁二烯类化合物。 轴手性1,3-丁二烯骨架的催化不对称合成研究不仅会推动该骨架在手性合成领域的应用研究,也会为该骨架在生物医药、功能材料等工程领域的应用奠定坚实的基础。

关键词： 有机催化   β-取代色氨酸   不对称催化  

摘要： α-氨基酸是构成蛋白质的基本结构单元,广泛用于多种生物活性化合物和药物中间体的制备。非天然α-氨基酸的嵌入使得到的多肽往往具有新颖的结构和特殊的性质,例如更强的生物活性、选择性和更好的酶稳定性等。除此之外,手性非天然α-氨基酸还常作为制备手性配体的原料或合成砌块用于有机合成化学。β-取代的色氨酸作为一类特殊的非天然芳香氨基酸,由于具有两个相邻的手性中心,从而增加构象限制、影响氨基酸本身及由其制备的分子的生化特性。开发更方便和更经济的方法来合成该类氨基酸具有重要的意义。 本课题以(S)-二苯基脯氨醇三甲基硅醚为催化剂,以N-芳酰基甘氨酸苯并三氮唑(Bt)衍生物及3-取代丙烯醛为原料,通过串联不对称反应得到3,4,6-三取代2H-吡喃酮的非对映异构混合物,该混合物在固体酸催化的条件下和苯肼反应,得到手性β-芳基取代的色氨酸衍生物。本研究通过对一锅法反应过程中酸催化剂的种类、用量和溶剂等条件的优化,确定了以HND-8固体酸为催化剂,以乙醇为溶剂与1.5倍盐酸苯肼反应可以以70%的核磁收率和99%的ee值得到3-苯基-2-N-芳酰基色氨酸乙酯。在优化条件下,以23-86%的收率、最高>20:1 dr值和最高>99%ee值,立体专一性得到25种反式-β-芳基取代色氨酸衍生物。