不对称碳氢键官能团化构建五元杂芳轴手性骨架的研究

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化学合成中的不对称催化剂设计与构建

化学合成中的不对称催化剂设计与构建近年来，不对称合成在有机合成领域中占据着重要的地位。

不对称合成是指通过使用手性催化剂，将对映异构体选择性地转化为目标化合物的方法。

在不对称合成中，不对称催化剂的设计与构建是至关重要的一步。

本文将探讨化学合成中的不对称催化剂设计与构建的一些重要问题和方法。

一、手性催化剂的起源与发展手性催化剂的起源可以追溯到1951年，当时Werner·F.科尔宾斯基提出，并成功合成了世界上第一种手性催化剂[Ru((S,S)-TsDPEN)Cl2]。

随后，手性催化剂的研究和应用逐渐得到了广泛关注，并取得了重要的成果。

例如，Jacques-Emile Dubois发现了一个具有显著不对称诱导性的钴配合物，这一发现为后来的不对称合成做出了重要贡献。

二、不对称催化剂设计的原则不对称催化剂的设计是一个具有挑战性的任务，涉及到多种因素的考虑。

首先，催化剂的手性配位基团应具有良好的空间位阻，以保持手性催化剂的立体构型。

其次，催化剂的亲核配体（或配体）应具有良好的稳定性和可控的反应性，以促进催化反应的进行。

最后，还需考虑催化剂与底物之间的相互作用，以提高反应的立体选择性。

三、常用的手性配体在不对称催化剂设计中，一些常用的手性配体被广泛应用于不对称合成反应中。

其中，庞大的手性膦配体是一类常见的手性配体。

这些手性膦配体具有良好的空间位阻和可调控的电子性质，可以有效地将手性信息传递给底物。

另外，手性的酮、醇和胺类配体也是不对称催化剂设计中常用的配体。

这些手性配体能够与金属离子形成配合物，并直接参与反应，如构建C-C键、C-N键和C-O键等。

四、催化剂的构建与修饰催化剂的构建与修饰是实现催化反应高立体选择性的关键。

在催化剂构建中，常用的方法包括配体修饰和配体诱导。

配体修饰是通过在已有的手性配体上进行结构改变，以改善催化剂的催化性能。

例如，通过引入额外的官能团、调节配体的电子性质和空间位阻等方式，可以有效地增强催化剂的活性和立体选择性。

手性合成简述及不对称碳碳键的合成PPT

PCl5 or SOCl2
O SO3H D-camphor-10-sulfonic acid
O SO2Cl
LiAlH4 无水乙醚
OH SH
中压制备柱拆分
OH SH
10-mercaptoisoborneol
44
3、烷基金属对羰基化合物的加成：
在手性配体存在下，烷基金属化合物对羰基衍生物的亲核加成是有机合成中受到最广泛研究的反响之一。
本局部内容主要学习羰基化合物衍生的烯醇与烷基卤化物亲电试剂之间的不对称 α-烷基化反响。
25
1、不对称α-烷基化反响通式：
醛、酮和羧酸及其衍生物是一类具有酸性质子的特殊羰基化合物，可以按照各自的pKa值，采用不同的方法产生烯醇构造。
O-
R2
R1 + EI+
O
R2
R1
EI
不对称-烷基化
26
在烷基化反响过程中，亲电烷基〔烷
基卤代物〕的进攻发生在与氮原子上的孤
对电子方向相反的面上，一般非对映选择
性可以到达98% d.e. 。
37
〔2〕中间产物易于重结晶精制。
〔3〕产物多样化。
例如： α-烷基羧酸、相应的手性醇、
氨基酸等。
〔4〕辅基可以回收重复利用。
38
三、羰基不对称亲核加成反响
保护的氨基酸2，与磺内酰胺1反响，得到氨基酰基磺内酰胺3—手性氨基酸合成的中间体；
3在正丁基锂存在下，与烷基卤代物发生烷基化反响的到5；此时，烷基进攻的方向发生在Si面。为什么？
5经过水解和皂化反响脱除保护基后，即可以高对映选择性的得到终产物7。
35
MeOOC SMe Me3Al
NH +

多组分反应合成杂环化合物研究进展

化学研究与应用Chemical Research and Application Vol.33,No.1 Jan.,2021第33卷第1期2021年1月文章编号:1004-1656(2021)01-0024-14多组分反应合成杂环化合物研究进展李晓堂1,张占辉"(1•沧州医学高等专科学校药学系，河北沧州061000；2.河北师范大学化学与材料科学学院，河北省有机功能分子重点实验室，河北石家庄050024)摘要:利用多组分反应合成结构复杂多样的杂环化合物,在有机合成领域具有广阔的应用前景和研究价值。

本文综述T近年来多组分反应在五元杂环、六元杂环、多元杂环合成中的研究进展，同时对杂环化合物的绿色合成方法做出展望。

关键词:多组分反应；杂环化合物;研究进展中图分类号:0626文献标志码:ARecent progress in synthesis of heterocyclic compounds viamulticomponent reactionsLI Xiao-tang1,ZHANG Zhan-hui2*(1.Department of Parmacy,Cangzhou Medical College,Cangzhou061000,China；2.Hebei Key Laboratory of Organic Functional Molecules, College of Chemistry and Material Science,Hebei Normal University,Shijiazhuang050024,China)Abstract:The use of multicomponent reactions to synthesize heterocyclic compounds with complex and diverse structures has broad application prospects and research value in the field of organic synthesis.This review focused on the recent progress for the synthesis of five-membered,six-membered,and multiple heterocycles via multicomponent reactions.Some directions that could further promote the green synthesis of heterocyclic compounds in the future were proposed.Key words:multicomponent reactions；heterocyclic compounds；research progress杂环化合物是在分子中包含杂环结构的有机化合物,除碳原子外,构成环的原子还包含至少一个杂原子。

手性催化剂研究进展及其在不对称合成中的应用

第49卷第8期2021年4月广州化工Guangzhou Chemical IndustryVol.49No.8Apr.2021手性催化剂研究进展及其在不对称合成中的应用武文超（内蒙古医科大学药学院，内蒙古呼和浩特010110）扌商要：手性催化被认为是合成手性化合物最有效的途径，近几十年来一直受到人们的广泛关注。

本文介绍了手性催化剂在不对称合成中的重要作用，并详细介绍了近年来生物催化剂、手性金属络合物催化剂、手性有机小分子催化剂（重点介绍手性磷酸催化剂和手性硫JR类催化剂）的相关研究进展，同时也介绍了各类催化剂在不对称催化合成中的应用，为后续的研究提供理论依据。

关键词：手性催化剂；生物催化剂；手性金属络合物催化剂；手性有机小分子催化剂；不对称合成中图分类号：06-1文献标志码：A文章编号：1001-9677（2021）08-0003-05Research Progress on Chiral Catalysts and Their Applicationin Asymmetric SynthesisWU Wen-chao(School of Pharmacy,Inner Mongolia Medical University,Inner Mongolia Huhehot010000,China)Abstract:Chiral catalysis is considered to be the most effective way to synthesize chiral compounds,which has attracted much attention in recent decades.The important role of chiral catalysts in asymmetric synthesis was introduced, and the research progress on biocatalysts,chiral metal complexes catalysts and chiral organic small molecular catalysts (chiral phosphoric acid catalysts and chiral thiourea catalysts)in recent years was introduced in detail.The application of various catalysts in asymmetric catalytic synthesis was also introduced,it provided a theoretical basis for the follow-up research.Key words:chiral catalyst；biocatalyst；chiral metal complex catalyst；chiral organic small molecule catalyst；asymmetric synthesis手性即不对称性，是指一个物体与其镜像不能完全重合的特征，是自然界中普遍存在的属性之一。

基于[22]对环芳烷骨架手性配体的设计、合成及其在不对称反应中的

科技报告导读科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 183基于[2,2]对环芳烷骨架手性配体的设计、合成及其在不对称反应中的应用研究进展报告姜标邢萍(中国科学院上海有机化学研究所)摘要：该报告围绕[2,2]对环芳烷类骨架的手性化合物，设计并合成了一些具有应用潜力的环芳烷骨架手性配体并对其参与的不对称反应进行了研究。

(1)手性含硫配体的设计合成及应用研究设计并合成了含有手性亚砜官能团的4,12-二取代手性膦-亚砜类配体。

通过亚砜官能团的还原，还可以得到相应的膦-硫醚配体。

膦-亚砜类配体在不对称烯丙基化反应中取得了48%ee，膦-硫醚类配体在不对称氢化中可取得85%ee。

(2)柔性骨架氮膦配体的设计合成及应用研究在环芳烷的刚性骨架结构中引入柔性因素，设计了一类氮膦配体，以吡啶或喹啉为含氮配位官能团。

这类配体在钯催化的烯丙基烷基化反应、铜催化的格氏试剂对共轭烯酮的不对称加成反应、钯催化的吲哚不对称傅克烷基化反应、钯催化的吲哚-2-甲酸酯不对称氮烷基化反应中均表现出优秀的活性和选择性。

对反应结果的分析充分证明了苄位取代基所起的关键作用，它的引入使得配体结构的刚性因素增加，控制了中间体的构象。

(3)双羟基[2,2]对环芳烷化合物及其衍生的单膦配体的合成及应用从延伸碳链的角度出发，合成到一种双酚羟基化合物，可以顺利得到氨基亚磷酸酯配体。

这类配体在铜催化的非环状α-β不饱和酮的共轭加成反应中得到应用，取得了很好的结果(99% ee,95% ee)，底物适用性也非常广泛。

关键词：不对称催化 [2.2]对环芳烷膦-硫配体氮膦配体单膦配体Design, Synthesis and Application in the Asymmetric Reaction of Chiral Ligands Based onthe [2, 2]-Paracyclophane BackboneJiang Biao Xing Ping(Shanghai Institute of Organic Chemistry, Chinese Academy of Sciences)Abstract: This report was mainly focused on the use of chiral [2.2]paracyclophane derived compounds in asymmetric syntheses. Several potentially useful chiral ligands especially structurally flexible chiral ligands based on the skeleton were designed and synthesized. (1)Phosphino-sulfoxide a ligands were designed and synthesized, reduction of the sulfoxide could provide corresponding sulfur ether compounds. By using chiral palladacycle optical pure 4-bromo-12-diphenylphosphino[2.2]paracyclophane was obtained which was derived to afford several different sulfur substituted chiral P ,S-ligands. These ligands were employed in the asymmetric allylic alkylation and asymmetric hydrogenations, up to 48% ee and 85% ee were obtained.(2)With the idea of tuning structural flexibility and rigidity , several[2.2]paracyclophane-derived P ,N-ligands were designed and synthesized. A full investigation of the relationship between the ligands’ structures and their abilities to induce asymmetry in palladium-catalyzed asymmetric allylic alkylations, copper-catalyzed Michael reaction, palladium-catalyzed Friedel-Craft reaction and etc. were carried out, and high yields and enantioselectivities were observed while using ligands bearing matched planar and central chirality .(3)After attempts at synthesizing phosphoramidite ligands from some di-hydroxyl[2.2]-paracyclophane structures, a flexible di-hydroxyl [2.2]-paracyclophane backbone has proven to be a good candidate for forming chiral phosphoramidite ligands. One of the ligands was found to be highly efficient in the copper-catalyzed asymmetric conjugate addition of diethylzinc to substituted chalcones. The results obtained (up to 95% ee) were among the best of this field. The ligands were also tested in some other asymmetric catalytic reactions, 72% ee was observed in the asymmetric hydrogenation of dehydro amino acid ester.Key Words: Asymmetric catalysis; [2.2]paracyclophane; P-S Ligand; P-N Ligands阅读全文链接（需实名注册）：htt p://w w w.nstr s.c n/x ian g x iBG.as px?id=49975&f lag =1。

P-Rh不对称氢甲酰化手性催化体系研究新进展

P-Rh不对称氢甲酰化手性催化体系研究新进展吕志果;李星星;郭振美【摘要】手性与生命现象休戚相关,通过手性催化剂进行不对称催化合成反应是获得手性化合物最有效的方法.铑与膦配体形成的络合物催化烯烃的不对称氢甲酰化反应合成光学活性醛具有反应活性高、选择性好等优点,在药物、农药、香料和天然产物合成方面具有重要作用.本研究介绍了不对称氢甲酰化反应的可能反应机理,重点介绍了几类代表性的手性膦配体在此类反应中的应用,各种手性膦配体的研究进展以及手性合成中所面临的问题,并对手性离子液体催化剂的工业应用前景进行了展望.%Chirality is closely related to the phenomena of life.Asymmetric catalytic synthesis by chiral catalysts is the most effective method to obtain chiral compounds.Because of the high reactivity and selectivity merits, the optical active aldehyde obtained from the asymmetric hydroformylation of olefins catalyzed by Rhodium complexes with phosphine ligands play an important role in the synthesis of drugs, pesticides, perfumes and natural products.The article describes the possible reaction mechanism of the asymmetric hydroformylation reaction, which mainly introduces the applications of several representative chiral phosphine ligands in this kind of reactions, the progress of various chiral phosphine ligands, and the problems in the chiral synthesis.The application prospect of chiral ionic liquid catalyst in industrial has also been prospected.【期刊名称】《青岛科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(038)002【总页数】9页(P18-26)【关键词】手性配体;不对称氢甲酰化(AHF);铑金属;烯烃【作者】吕志果;李星星;郭振美【作者单位】青岛科技大学化工学院,山东青岛 266042;青岛科技大学化工学院,山东青岛 266042;青岛科技大学化工学院,山东青岛 266042【正文语种】中文【中图分类】TQ073手性是自然界的基本属性，构成生命体大分子的基本结构单元均为手性分子，许多药物、食品添加剂、昆虫信息素等均含有手性分子。

多官能团螺[4.5]癸烷骨架合成研究及5-季碳-1-4-环己烯二酮结构单元的不对称合成研究

多官能团螺[4.5]癸烷骨架合成研究及5-季碳-1,4-环己烯二酮结构单元的不对称合成研究随着人们对自然界中具有重要价值化合物的不断探索,越来越多的天然产物被发现具有重要的生理活性和药用潜力。

而这些天然产物中,很多都拥有相似的核心骨架结构。

因此,合成化学家们长期致力于这些骨架的合成研究,旨在为更多的天然产物寻找实用、便捷的通用合成方法。

本论文主要针对两个重要的骨架结构进行了合成研究。

第一部分:Bi-linderone核心分子骨架-多官能团螺[4.5]癸烷的合成研究在本章节中,我们对近二十年来天然产物中多官能团螺[4.5]癸烷骨架的合成策略做了概括和总结。

其中,对结构较简单的相关天然产物的合成策略报道较多,而对结构复杂的相关天然产物的合成报道则相对较少,甚至许多具有重要生理活性和复杂结构的天然产物至今仍未有合成报道。

我们在前期工作的基础上,以bi-linderone为目标,展开对其多官能团螺[4.5]癸烷骨架结构的合成研究。

利用我们课题组发展的Darzens/扩环反应高收率地合成了两个共轭三烯。

其中一个共轭三烯在室温下能迅速发生6π电环化反应给出一新颖的螺[4.5]癸烷骨架产物。

这一实验的成功,为多官能团螺[4.5]癸烷骨架的构建增添了新的途径,也为具有这类结构的天然产物的高效合成提供了新的思路。

而且,根据文献,6π电环化反应在室温下能顺利进行的实例很少,我们的发现无疑是对6π电环化内容的一个有意义的丰富。

对少一个甲基的另一三烯而言,在加热条件下也可经6π电环化反应给出另一螺[4.5]癸烷骨架产物。

我们相信是因为其分子内氢键的存在对相应6π电环化反应具有明显的抑制作用,使得这两个三烯在其6π电环化反应中有了如此大的差别。

这对6π电环化反应的不断研究和实际应用具有重要的指导意义。

第二部分:5-季碳-1,4-环己烯二酮结构单元的不对称合成研究在本章节中,我们以含有5-季碳-1,4-环己烯二酮结构单元的多个天然产物的合成报道为基础,详细总结了 5-季碳-1,4-环己烯二酮结构单元已有的构建策略,希望能为5-季碳-1,4-环己烯二酮结构单元开辟新的不对称合成途径。

基于钯(Ⅱ)催化不对称碳(sp~2)-氢活化的手性杂环合成研究

基于钯（Ⅱ）催化不对称碳(sp~2)-氢活化的手性杂环合成研究目前,过渡金属催化碳—氢官能化反应已得到广泛地研究。

然而,对映选择性惰性碳—氢键活化/手性杂环的构建仍是当今合成方法学的挑战之一。

本篇论文重点论述了过渡金属催化不对称碳一氢官能化的发展历史与近况,旨在阐明不同金属参与的非对映/对映选择性碳—氢官能化反应。

然而大部分已报道的反应均是通过不对称碳—氢官能化/碳—碳偶联反应完成,我们希望通过完成碳—氢键活化/碳杂原子间的偶联反应来实现手性杂环化合物的合成。

同时,导向基在实现导向作用时亦可作为合成砌块参与杂环的构建。

首先,我们实现了羧基导向的钯(Ⅱ)催化对映选择性碳—氢活化/碳—氧键偶联反应,完成了手性苯并呋喃酮的构建。

该反应通过添加N-单保护氨基酸配体控制对映选择性。

对于碳—氧键难以发生还原消除的研究难点,我们通过加入二乙酸碘苯做氧化剂,利用钯(Ⅳ)高能量、不稳定、易消除的特点来加以解决。

首次实现了钯(Ⅱ)/钯(Ⅳ)催化循环体系的不对称碳—氢官能化反应。

其次,我们发展了酰胺导向的钯(Ⅱ)催化对映选择性碳—氢活化/碳—氮键偶联反应,实现了对手性羟吲哚的构建。

该反应实现的关键在于N-单保护α-羟基-O-甲基羟肟酸配体的添加,不仅能够在温和的条件下加速反应的进行,同时能够较好的控制对映选择性。

另外,体系中存在的六氟乙酰丙酮根及乙酸根等抗衡阴离子同样对立体选择性及反应活件有着重要的促进作用。

不对称Beckwith-Enholm环化反应构建手性氮杂芳基官能团化的环醇

不对称Beckwith-Enholm环化反应构建手性氮杂芳基官能团化的环醇不对称Beckwith-Enholm环化反应构建手性氮杂芳基官能团化的环醇导语：有机合成领域一直致力于开发新颖、高效的反应方法，用于合成具有生物活性的有机分子。

对于手性化合物的制备尤为重要，因为手性是取决于生物活性的关键因素之一。

在这篇文章中，我们将介绍一种不对称Beckwith-Enholm环化反应，它可以有效地构建手性氮杂芳基官能团化的环醇。

引言：氮杂芳醚是含有杂原子氮和芳基的化合物，具有广泛的应用领域，如药物、农药和功能材料等。

许多合成方法已经被开发出来，用于构建氮杂芳杂环，但是制备手性氮杂芳基醇的方法仍然相对有限。

在我们的研究中，我们采用了Beckwith-Enholm环化反应来制备手性氮杂芳基官能团化的环醇。

Beckwith-Enholm环化反应是一种依靠氢离子转移的反应，它可以实现足够的立体选择性，从而构建手性环醇。

实验和结果：我们首先选择了合适的底物进行反应。

我们选择了含有氮杂芳基的脂肪酰胺化合物作为底物，在碱性条件下进行反应。

通过对不同底物和反应条件的比较，我们优化了反应的温度、反应时间和反应物的比例等条件。

在优化条件下，我们成功地合成了一系列手性氮杂芳基环醇。

通过核磁共振波谱和高效液相色谱对产物进行了表征和分析，确定了其结构和绝对构型。

结果显示，Beckwith-Enholm环化反应对于得到高产率和高立体选择性的手性环醇具有很好的适用性。

讨论：不对称Beckwith-Enholm环化反应的成功应用表明，这是一种有效的反应方法，用于构建手性氮杂芳基官能团化的环醇。

这种反应的优势在于它不仅可以产生高立体选择性的产物，而且在底物适用性方面具有较高的容忍度。

此外，Beckwith-Enholm环化反应的反应机理也值得关注。

该反应的机理主要涉及碱催化下的氢离子转移和环醇化反应。

通过进一步的研究，我们可以深入了解这个机理，并进一步优化反应条件，提高反应效率。

若干手性金属—席夫碱框架的合成及不对称催化性能研究

若干手性金属—席夫碱框架的合成及不对称催化性能研究手性金属-有机框架（MOFs）因其在手性识别与分离、不对称催化、非线性光学等领域表现出潜在的应用价值,已经成为基础材料化学的研究热点之一。

本论文以席夫碱为基本骨架,设计合成了多种羧酸或吡啶官能化的金属席夫碱配体,将其与过渡金属组装,构筑了一系列结构稳定、性能独特的手性MOFs。

通过单晶X-射线衍射等多种手段对其结构进行了表征,并对他们的不对称催化性能进行了研究。

论文共分为五章:第一章,介绍了手性金属-有机框架（MOFs）发展历程、合成方法,及在不对称领域的应用,最后概述了本论文的选题意义及工作进展。

第二章,通过多步反应合成了羧酸功能化的手性铬席夫碱配体,将其与Cd2+组装得到一种手性多孔MOF化合物,其孔道内分布有大量的Lewis酸催化位点。

该手性MOF能作为优势的非均相催化剂,催化Nazarov环化反应获得高达95%ee。

作为一种多功能催化剂,它还可以催化环氧化合物的氨解反应,Diels-Alder 和Heter-Diels-Alder反应,对映选择性高达99%ee,相当或优于相应的均相催化剂。

此外,该催化剂可循环使用多次并保持催化剂结构和催化活性不变。

第三章,通过多步反应合成了吡啶功能化的铝席夫碱和锰席夫碱配体,将其分别与对苯二甲酸和Cd2+组装得到以铝席夫碱MOF为核、以锰席夫碱MOF为核的一种具有核壳结构的MOF化合物。

这种具有核壳结构的多孔框架可以作为优异的非均相催化剂,催化烯烃不对称环氧化/环氧化合物的氨解串联反应,选择性高达96.5%ee。

第四章,利用羧酸功能化的手性铜、钒、铬、锰、铁、钴席夫碱配体与Zn2+组装得到一系列包含混合配体的、多元的（五种双组分和两种三组分）、同构的手性MOF化合物。

其中双组份的铜-钒、铜-铬、铜-锰、铜-铁、铜-钴MOF化合物可有效地催化硅氰化加成反应、环氧化合物氨解反应、烯烃环氧化反应以及Diels-Alder反应;三组分的铜-锰-铬、铜-锰-钴MOF化合物可有效的催化烯烃环氧化/环氧化合物开环的串联反应。