一氧化碳与水、氘水参与的不对称氢化反应研究

Asymmetric hydrogenation using monocarbon oxide and water, deuterium oxide will be explored. By screening reaction conditions (transition metal, chiral ligands, base, the pressure of CO), we will develop one efficient asymmetric hydrogenation using water as a hydrogen source, which is not reported yet. As to the ligand screening, we will use DFT to design new P- Chiral phosphine ligand to catalyze this reaction. When deuterium oxide was used, two deuterium atoms can be transferred to the unsaturated carbonyl and heterocycle compounds, which will provide a cheap, efficient synthesis method for the chiral deuterium drugs.

本项目研究一氧化碳和水、氘水（water gas shift reaction）参与的不对称氢化反应。通过对反应条件（过渡金属、手性配体、碱、一氧化碳压力等）的探索，发展一类高效的以水、氘水作为氢、氘源的不对称氢、氘化反应。对于配体的筛选，通过前期的文献调研，我们将借助泛函密度理论，设计合成一系列磷原子作为手性中心的手性膦配体。目前，该类不对称化反应尚未有报道。该类反应使用氘水，可以通过形成过渡金属氘键实现对于不饱和羰基化合物与杂环化合物的不对称氘化，反应中氘水的两个氘原子都被利用，该反应的研究将为不对称氘代药物的发展提供一条廉价，高效的合成思路。

利用一氧化碳和水以及氘水参与的不对称氢化反应具有重要的意义。本课题利用商业化的手性膦配体以及设计合成的手性配体，对不饱和羰基化合物与杂环化合物的不对称氢化反应进行了研究。但是对于手性的控制始终未能得到满意的结果。在对杂环化合物的不对称氢化反应研究中，我们意识到杂环化合物具有较好的生物活性，而被广泛应用于现代制药的研究中。例如，在消炎，抗癌，抗菌等领域，超过85%的具有生物活性的分子为杂环化合物。因此，对于杂环化合物的合成以及对其结构的改造一直是合成化学家，尤其是医药研发追求的目标。本项目主要围绕不对称氢化反应，手性膦配体以及杂环化合物的设计与合成，开展了以下五个方面的工作。1）过渡金属催化的一氧化碳和水或氘水的不对称水煤气变化反应研究；2）过渡金属催化的环丙烯烃和膦氢的不对称氢膦化反应，构建一系列手性膦化合物；3）碱介导的N-烷氧基-α-卤代酰胺与1,4-二硫-2,5-二醇或环庚三烯酮衍生物的[8 + 3]-环加成反应研究；4）有机小分子催化的新型β-羰基丙烯酰胺底物参与的[3 + 2]-环加成反应研究；5）光催化的2-烷基苯甲酰胺的分子内Csp3-H活化反应。

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