对单个双键的不对称氢化目前已经取得很好的进展,但是对同时含有多个相同或者不同类型双键芳香化合物的不对称氢化是目前不对称氢化领域最具挑战性的课题,主要的原因是其低的活性。申请人发展了两种活化策略用于芳香杂环化合物不对称氢化。一是催化剂活化。发现铱的手性双磷配合物在碘的存在下,能高度对映选择性氢化喹啉、喹喔啉和活化吡啶;二是底物活化。发现在活化剂氯代甲酸酯存在下,铱催化剂能实现对喹啉和异喹啉的不对称氢化;催化量的布朗斯特酸能通过成盐活化实现喹啉和喹喔啉的不对称氢化;利用强酸和简单吲哚和吡咯形成亚胺盐,首次实现钯催化简单吲哚和吡咯的对映选择性氢化。发展了钯催化不对称氢化的新体系,实现对官能化酮、亚胺、烯磺酰胺和简单吲哚的不对称氢化。上述芳香化合物不对称氢化的方法已被成功用于喹啉生物碱、异喹啉生物碱和吲哚生物碱的全合成中。将来的工作主要集中在探索吡啶和苯酚类芳香化合物的不对称氢化和机理研究。
asymmetric hydrogenation;hetero-aromatics;biomimetic hydrogenation;cascade process;axially chiral 2,2’-bipyridine
不对称氢化领域的研究目前主要集中于对单个双键的不对称氢化,并且已经取得很好的进展。但是,如何进一步拓展不对称氢化反应的的底物适用范围,发展更高效的新催化氢化反应,丰富不对称氢化反应的合成应用是具有挑战性和重要意义的课题。按照申请书的研究计划,在项目执行期间围绕经由不对称氢化选择性合成手性杂环化合物这一中心主题,主要开展了以下几方面的研究。(1)芳香杂环化合物的不对称氢化利用催化剂活化、底物活化等策略成功实现了吡啶、异喹啉、吡咯并[1,2-a]吡嗪、羟基吡唑等化合物的不对称氢化,详细探讨了钯催化吲哚的不对称氢化反应机理。(2)不对称仿生氢化采用接力催化体系实现了氢气为最终氢源的不对称仿生转移氢化,反应仅需使用催化量的NAD(P)H模拟物,大大提高了反应的原子经济性。(3)氢化反应参与的串联反应成功将催化氢化反应与酸促脱水、重排、亲电氟化、氧化反应等串联,实现了不对称氢解、重排中间体的不对称捕获、含氟芳香杂环化合物的合成、胺类化合物的催化去外消旋化等过程。(4)轴手性联吡啶手性配体的合成和应用通过远程手性传递的策略成功解决了轴手性联吡啶配体合成上的难题,实现了一系列新颖的轴手性联吡啶配体Cn-ACBP的合成,配体成功用于钯催化不对称卡宾迁移插入反应中。