配体的设计、合成及其在不对称催化反应中的应用是有机化学研究的重要内容之一,特别是在手性药物等手性精细化学品的合成中具有重要意义。本项目拟以二茂铁、联萘酚、手性二胺为手性源,设计合成具有Hemilability特性的单齿膦P、O配体,研究其金属Ru、Rh、Ir等络合物对C=C、C=O、C=N等官能化底物的氢化反应的催化作用。通过X-射线衍射、NMR技术确证O原子的配位状况和O手性的存在,并探索其对配体手性诱导能力的影响。通过总结手性配体的结构与催化性能关系的规律,发展新型Hemilabile手性单齿膦配体的设计理念。同时以手性药物及其中间体为目标,开展具有应用前景的反应底物的研究,开发手性源易得、合成过程简单、性质稳定、具有高活性和光学选择性的催化剂体系。
以不对称催化氢化反应为研究对象,重点开展了新型非对称性手性双磷配体的设计、合成及结构优化工作,并在非天然氨基酸特别是beta-氨基酸和gama-氨基酸衍生物的不对称催化氢化合成研究方面做了大量开拓性的工作。在配体的设计与合成方面,我们在前期配体设计一些规律性认识基础上,重点开发了多类手性原料来源丰富、合成简便、配体性质稳定的手性膦-亚磷酰胺酯配体和手性膦-胺基膦配体,这些新型的手性双磷配体在四类传统的氢化底物如alpha-脱氢氨基酸酯,beta-脱氢氨基酸酯,alpha-烯酰胺和衣糠酸二甲酯,以及一些挑战性的氢化底物如酮亚胺,alpha-烯醇和alpha-烯酰胺膦酸酯衍生物等的不对称催化氢化反应中都显示出特别优异的催化活性和对映选择活性,展示了良好的工业应用前景。在非天然氨基酸的合成方面,系统开展了利用不对称催化氢化技术进行beta-氨基酸和gama-氨基酸合成新方法学的研究。筛选获得了高效、高立体选择性地合成2-取代-beta-氨基酸和3-取代-beta-氨基酸的催化剂新体系,并首次通过不对称催化氢化gama-脱氢氨基酸酯的方法高立体选择性地合成了gama-氨基酸衍生物。