有机膦催化的分子间连续环化Domino反应构筑双环 [m. n. 0]骨架

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
21472097
项目类别：
面上项目
资助金额：
90.0万
负责人：
黄有
依托单位：
南开大学
学科分类：
B0101.元素化学
结题年份：
2018
批准年份：
2014
项目状态：
已结题
起止时间：
2015-01-01 至2018-12-31

项目参与者：
李二庆；董雪林；梁玲；张庆龙；杨杰；贾鹏昊；常美佳；郑洁；高飞；
关键词：
有机磷有机小分子催化连续环化双环骨架 Domino反应

项目摘要

Bicyclic skeletons represent privileged structural motifs in natural products and pharmaceuticals, it is a great challenge that the development of a more efficient strategy to construct bicyclic compounds. Since removal of residual metallic impurities from pharmaceutical products is difficult and increases the final cost, it is important to develop metal-free reactions, however, organocatalyzed reactions that enable the construction of bicyclic compounds remain rare. Thus, the development of an organocatalyzed strategy to construct bicyclic compounds should be an attractive and promising challenge. Nucleophilic phosphine catalysis has been established as a reliable platform for the efficient assembly of a wide array of single cyclic products from simple substrates, however, phosphine-catalyzed intermolecular annulation reactions to construct bicyclic compounds have been rarely reported. In order to solve this problems, based on our previous work, in this project a new strategy for the synthesis of bicyclic compounds will be developed through a phosphine-catalyzed sequential annulation reaction, the key substrates of γ-sbustituted allenoate and MBH adducts will be chosen, then, by adjusting the catalyst, and other reactive partner to realize the new sequential annulation reaction of γ-sbustituted allenoate or MBH adducts for the synthesis of bicyclic compounds[m, n, 0]（m=3，4; n=1, 2, 3,）, the asymmetric version of these reactions will be tested by the chiral phosphine catalyst, the reaction mechanism will be studied by DFT calculation.

双环化合物往往是天然产物和药物分子中的优势核心骨架，合成这些分子时常常面临的挑战是如何高效地构建目标分子中的环系骨架。考虑最终产物中要去除金属杂质的困难性，有机催化的合成双环化合物方法是一个有效的途径。有机膦催化的串联反应是一个构筑各种环状化合物的有效平台，但主要用在单环的合成，而有机膦催化的分子间反应直接用于双环体系的合成几乎是空白。针对这一问题，本项目拟在以前工作的基础上，采用有机膦催化的连续环化的策略，选取γ-取代丁二烯酸酯和MBH加成产物作为关键底物，通过调控催化剂，底物和催化模式的方法，发展有机膦催化的连续环化合成双环化合物的新方法；同时，利用手性膦催化剂研究其不对称反应，用计算化学的方法研究反应机理。预计本研究将为双环化合物[m, n, 0]（m=3，4; n=1, 2, 3,）的合成提供新方法，同时发现一些基于γ-取代丁二烯酸酯和MBH加成产物作为新合成子的反应。

结项摘要

双环化合物往往是天然产物和药物分子中的优势核心骨架，合成这些分子时常常面临的挑战是如何高效地构建目标分子中的环系骨架。本项目采取有机膦催化的连续环化的策略，实现了有机膦催化的γ-取代联烯酸酯的连续环化反应，高效合成了6/5/5/5稠环化合物，具有高度的对映选择性。发展了MBH加成产物连续环化反应，实现了MBH碳酸酯作为1,2,3-C3合成子通过连续环化反应构建新的6/5环。一步实现三个化学键、两个新环，高效构建多官能化氮杂苯并双环[4.3.0.]骨架衍生物。提出了有机膦催化-计量作用模式的反应机理。发展了烯炔酮在有机膦调控的下连续环化反应，烯炔酮在有机膦催化下作为新的插烯磷叶立德用于环化反应，同时合成苯环以及呋喃环的方法合成多取代苯并呋喃，通过连续环化反应，一步实现三个化学键、两个新环的高效构建，合成了新的6 / 5环，为多取代苯并呋喃的合成提供了新方法，提出了以膦的催化-计量作用模式作为反应机理。同时根据反应机理的研究，设计了具有相似反应性质的硫叶立德的连续环化反应，成功实现了一些连续环化反应。通过本项目的研究，我们为双环化合物[m, n, 0]的合成提供了一系列的新方法，发现一些基于γ-取代丁二烯酸酯和MBH加成产物作为新合成子的反应。提出了新的有机膦催化-计量反应的机理，开辟了有机膦的新的催化模式，对复杂有机分子的合成提供了新方法，对新的连续环化反应的设计具有指导意义。研究结果发表高水平的论文20篇。