手性2,3-二氢呋喃衍生物是一类非常重要的药物中间体,如何简便制备这类手性砌块一直是化学家面临的难题。不对称IFB反应是2005年首次报道的一种新的不对称有机催化反应,是合成手性2,3-二氢呋喃衍生物最简便、最有效的方法。但目前用于该反应的催化剂不多,性能优秀的更少,且催化剂适用的底物范围窄,对链状β-二羰基底物的对映选择性仅19%ee,限制了该反应的应用。本项目在取得前期阶段性成果的基础上,针对不对称IFB反应开展以下工作①设计合成并筛选适用底物宽的新型手性催化剂;②首次采用离子液体,构建新型催化体系;③创新性地设计合成新型功能化手性离子液体,集离子液体功能及催化剂功能于一体,研究其催化性能。本项目系统研究不对称IFB反应在多种催化剂及催化条件下的反应特性和影响因素,总结催化剂构效关系,筛选出适用底物宽、催化活性高的催化剂及催化体系,为制备手性2,3-二氢呋喃衍生物提供简便可行的方法。
asymmetric IFB reaction;organocatalyst;enantioselectivity;;
不对称IFB反应是2005年首次报道的一种新的不对称有机催化反应,但目前用于该反应的催化剂少,且适用的底物种类有限。针对上述问题,本项目设计合成了12类41种新型有机小分子催化剂,并将其用于不对称IFB反应,系统考察了催化剂的催化活性及立体选择性,研究了催化剂结构中手性骨架、刚性、对称性、氢键作用以及取代基电子效应和立体效应对催化性能的影响规律。在此基础上,对催化剂进行优化,最终筛选出2类合成简便、催化活性高、立体选择性好的催化剂,在1,3-环己二酮和β-溴代酮酸酯的不对称IFB反应中获得98.6%ee的对映选择性达,高于目前的文献报道值。在此基础上,我们分别使用不同类型的亲核试剂及亲电试剂进行不对称IFB反应,以尝试扩展底物范围。在链状1,3-二羰基化合物的不对称IFB反应中获得 71% ee的对映选择性,高于之前的文献报道值(19%ee)。在多种α-磺酸酯基苯乙酮衍生物的不对称IFB反应中获得 93% ee的产物,与文献报道值相当。我们还研究了2类新的亲核底物β-羰基腈和α-硝基芳乙酮的不对称IFB反应,分别获得76% ee和18.5%ee的对映选择性。上述两种底物目前未见文献报道。本研究拓展了不对称IFB反应的应用范围,为该反应的进一步研究及开发提供了实验数据及理论依据。