很多天然产物和药物活性分子都含有手性季碳中心。Pd催化偶联反应作为直接构建手性季碳中心的方法备受关注。然而如稳定碳负离子的不对称芳基偶联仍然没有实现。根据Pd催化稳定碳负离子芳基化的机理,针对其必需的反应活性和对映选择性问题,设计合成一类高空间位阻且富电子的手性"开关"配体(P,X配体)。这类配体中X可以根据催化循环的需要与Pd配位("关")或不配位("开")来促进反应活性,而它们同时具有轴手性和中心手性将为反应制造一个很好的手性环境,从而将解决Pd催化下稳定碳负离子的不对称芳基化问题。通过系统地研究钯催化下稳定碳负离子不对称芳基化的机理及反应条件,将该反应发展成一种构建手性芳基季碳中心的有效方法。
chiral ligand;asymmetric arylation;asymmetric allylic alkylation;chiral quaternary carbon;3,3-substuted oxindol
许多天然产物和药物活性分子都含有手性季碳中心,并且这些分子在体内往往因具有手性季碳中心而表现出特殊的理化性质和更好的生物活性。然而构建手性季碳中心的方法,尤其是直接构建手性季碳中心的方法至今仍然是有机化学家面临的挑战之一。本研究设计合成了一系列手性配体,并应用于一系列1,3-二羰基化合物和酮的Pd催化不对称烯丙基烷基化反应和不对称芳基化反应,均成功实现了手性季碳中心的构建。 首先,以BINOL为原料合成了一系列同时具有轴手性和中心手性的P,O配体(手性“开关”配体)。此外以6-羟基喹啉为原料合成了具有轴手性的联二喹啉类配体BIQOL,并进一步衍生出与MOP类似的单膦配体和与BINAP类似的双膦配体BIQAP。 其次,以酮和酯合成了系列1,3-二羰基化合物。以这些1,3-二羰基化合物形成稳定的碳负离子实现作为Pd催化不对称烯丙基烷基化反应(AAA反应)的亲核试剂,实现了手性季碳中心的构建。 通过对反应条件的筛选,我们得到了以BSA为碱,THF为溶剂,Zn(OAc)2为添加剂的最佳反应条件,同时我们还通过筛选,得到了烯丙基氯化钯和 (S)-BINAP作为反应的催化剂体系。在优化的反应条件下取得了高达83%ee。而P,O配体却只得到较低的对映选择性。单膦配体在吲哚的不对称烯丙基化反应取得了95%ee。 最后,以2-溴苯胺和丙二酸单酯为原料合成了新型的1,3-二羰基化合物,并考察了它们的不对称Pd催化分子内芳基化,不仅成功合成了具有手性季碳中心的氧化吲哚,取得了高达89% ee。而且顺利实现了手性螺环氧化吲哚的合成。 目前发表论文2篇,申请专利3项,授权2项,另外还有1篇文章已接收,1篇文章正在审稿中,3篇文章整理中。