新概念下的新型D2-对称轴手性含磷小分子催化剂及配体的设计合成及应用

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
20972095
项目类别：
面上项目
资助金额：
35.0万
负责人：
张万斌
依托单位：
上海交通大学
学科分类：
B0106.不对称合成
结题年份：
2012
批准年份：
2009
项目状态：
已结题
起止时间：
2010-01-01 至2012-12-31

项目参与者：
王常清；杨国强；章辉；杨波；张亮；
关键词：
有机小分子催化 1 轴手性配体不对称合成 Biginelli反应 4-共轭加成

项目摘要

首次以2,2',6,6'位连有四个相同取代基的非手性D2d-对称的联芳类化合物为原料，通过两个磷原子分别将2，2'位和6，6'位的取代基连接，而产生稳定的轴手性的方式进行轴手性配体及有机小分子催化剂的设计合成。该方式原料便宜易得，既可以通过外加廉价易得的手性源诱导出单一手性异构体又可以通过轴拆分获得单一轴手性对映异构体，而且拆分后得到的不用的一半也可以通过简单的化学处理开环非手性化而再利用。通过该设计理念，不但可以开发出一系列新型轴手性配体及有机小分子催化剂，同时也克服了被广泛使用的性能优良的手性BINOL及其衍生物需要拆分且另一半不能利用而造成的资源与能源的极大浪费问题。本课题的成功实施，不仅具有重要的理论创新意义而且具有非常好的工业化应用前景。

结项摘要

相比于传统的轴手性配体的设计概念，本课题提出了当联苯的2,2’,6,6’-位连有四个相同取代基时，这类化合物具有三个C2-对称轴和两个d-对角对称面，本身是没有手性的D2d-对称的分子。当2,2’,6,6’-位连接的四个相同的取代基用桥链连接以后得到的化合物是一对具有轴手性的对映异构体。本课题通过磷原子将四个相同的取代基连接起来来产生稳定的轴手性并通过外加手性胺的诱导进行轴手性配体的设计，并成功地合成了一系列新型准D2-对称的单齿亚磷酰胺配体，并将其成功地应用到以下5个铜催化的不对称1,4-共轭加成反应和不对称烯丙基烷基化反应中，与其它亚磷酰胺配体相比，都获得了相当或更好的不对称催化效果。.1.将此新型的准D2-对称的亚膦酰胺配体应用于二乙基锌对α,β-不饱和化合物的共轭加成反应中，特别是对不饱和硝基化合物的共轭加成反应中，获得了很高的催化活性和对映选择性。.2.将此新型的准D2-对称的亚磷酰胺配体应用于乙基格氏试剂对烯丙基溴的烷基化反应中，获得了较高的催化活性和对映选择性。.3.利用该新型的准D2-对称的亚磷酰胺配体，研究开发了以β,γ-不饱和α-酮酸酯为底物的铜催化不对称1'4-共轭加成新反应。获得了最高为81%的对映选择性和99％的收率。.4.研究开发了准D2-对称的亚磷酰胺配体应用在铜催化的二乙基锌对线性芳基烯酮不对称1,4-共轭加成新反应中，对一系列线性芳基烯酮底物获得了很高的对映选择性和产率。在反应中我们发现仅仅是改变反应的溶剂条件，而不改变配体的手性构型，就能高效得到另一种对映异构体的产物，两种对映异构体产物最高ee分别R:99%和S:92%。.5.研究开发了将准D2-对称的亚磷酰胺配体应用在铜催化的三乙基铝对线性芳基烯酮不对称1,4-共轭加成新反应中，对一系列线性芳基烯酮底物获得了很高的对映选择性和产率。并且在反应中发现只改变准D2-对称的亚磷酰胺配体上联苯骨架的3,3',5,5'上取代基，而不改变配体的手性，就能得到绝对构型翻转的产物，并且两种对应异构体产物最高ee都大于99.9%。我们利用这种新的方法首次不对称合成了具有优异的生物活性（如抗疟疾和杀疟虫）的两种构型的产物烯烃。