中文摘要：

胺、烯胺和氮杂环化合物及相应的酰胺等含氮化合物都是非常重要的有机化合物，而烯烃的氢胺化反应是制备这些重要化合物的最有效途径之一。这类反应从易得的起始原料出发，经一步反应直接得到相应的含氮化合物或氮杂环化合物。官能化碳－碳双键的胺化反应可通过共轭加成或烯丙基取代等反应实现，但非官能化烯烃的胺化反应却非常具有挑战性，目前尚无理想的催化剂来催化这类重要反应。本研究的目的是设计制备结构新颖的手性锌催化剂，并将其用于非官能化烯烃的不对称氢胺化反应。 SCI检索显示，手性锌化合物催化下烯烃的不对称氢胺化反应目前仅有一篇报道且结果较差。本研究将根据申请人对手性合成及不对称催化反应的理解，通过研究催化剂结构与其活性及立体选择性之间的关系，催化剂与底物和亲核试剂之间的匹配关系以及溶剂、温度等对反应结果的影响，发展高活性、高立体选择性的新型手性催化剂，并将其用于非官能化烯烃的不对称氢胺化反应。

结论摘要：

胺、烯胺和氮杂环等含氮化合物是非常重要的有机化合物，而烯烃的氢胺化反应是制备这些重要化合物最有效的途径之一。本项目“手性锌化合物催化下非官能化烯烃的不对称氢胺化反应”，其目的是研究锌配合物存在下的C-N键生成反应。通过研究配体的立体电子效应对反应的影响，发展新型手性配体，并将其用于非官能化烯烃的不对称氢胺化反应中。在本项目的实施过程中，我们首先进行了分子间的氢胺化反应，在此基础上，研究了烯胺的分子内氢胺化反应。我们发现，分子间的氢胺化反应对催化剂的Lewis酸性要求较高。在锌粉、氢氧化锌、硫酸锌、氯化锌、碘化锌、醋酸锌及三氟甲磺酸锌中，只有三氟甲磺酸锌给出理想的结果。在研究分子内氢胺化反应过程中，我们发现中心金属的Lewis酸性及催化剂的体积因素对反应均有较大的影响。催化剂Lewis酸性过强，固然可以对C=C双键进行活化，但也使中心金属与底物中的氮原子发生较强的配位，从而使反应难以发生。伯胺类底物与中心金属结合比较牢固，亲核性降低，反应难以发生。而在氮原子上引入适当体积的烷基后，一方面使氮原子的亲核性增强，另一方面氮原子的体积效应会在一定程度上抑制它与金属的配位，使其保持一定的反应活性。研究发现，配体可促进锌催化的分子内氢胺化反应。通过对20余种常规氨基醇类化合物进行考察，我们发现8-羟基喹啉的效果最明显，使用碘化锌/8-羟基喹啉催化剂体系，4-戊烯胺类底物的氢胺化反应基本上可定量完成。在此基础上我们设计了不同结构的双官能团类手性配体进行不对称氢胺化反应，ee值可达到70%以上。这是迄今为止手性锌化合物进行不对称氢胺化反应的最好结果。在研究中我们还发现，使用不同的过渡金属均可对C=C双键进行活化，进而发生不同的反应。通过研究我们发现了二价铜催化的分子内氯胺化反应。反应条件温和，反应迅速，不需要特别的无水无氧操作，免去了传统方法所需要的苛刻条件和繁琐的步骤。使用氯化铜在室温下反应三小时，即可高产率地得到相应的氯胺化产物。目前已经发表三篇SCI论文，其它的研究结果正在整理中。