简要介绍 |
本年度在发展高选择性、环境友好的新合成方法和策略,探索天然产物复杂分子中化学键构筑规律等方面取得如下进展:
1)铜催化的插烯反应及其合成应用研究。通过大位阻的底物结合大位阻的一价铜-双膦络合物的策略,成功实现了高区域选择性的直接型插烯Mannich反应(J. Am. Chem. Soc.2017, 139, 2196-2199)。该反应条件温和,操作简便,还具有底物适用范围广、催化剂用量低以及高收率、高非对映选择性和高对映选择性等特点。通过简单地改变反应所需的双膦配体,当前的催化体系可以成功适用于极具挑战性的催化不对称的插二烯Mannich反应;使用一价铜络合物为催化剂,实现了1,3-烯炔、联硼酸酯和氟烷基取代酮的高立体选择性的不对称三组分反应,制备了系列手性的氟烷基取代的二醇(Org. Lett.2018, 20, 1070-1073);使用三氟甲磺酸铜作为催化剂、空气作为氧化剂,实现了不饱和酯的插烯氧化反应,制备了系列a,b-不饱和的g-羟基化合物,这类化合物是有机合成中的重要中间体。研究发现,无论是以a,b-不饱和的酯还是b.g-不饱和的酯作为起始原料,都可以高效地经过插烯羟基化反应得到a,b-不饱和的g-羟基化合物。另外,当前的催化体系也可以成功地适用于不饱和醛、不饱和酮、不饱和酰胺、不饱和腈和不饱和砜的插烯羟基化反应。此反应方法学不仅可以用于甾体化合物的结构改造,也可以用于天然产物(±)-andirolide N的全合成。
2)呋喃的光氧化碎裂反应:呋喃是有机化学中一种重要的多功能合成子。由于其富电子性,呋喃很容易被单线态氧氧化成为一系列有价值的四碳合成砌块,如1,4-双羰基化合物、丁烯酸内脂、γ-酮酸酯以及吡喃酮等。呋喃与单线态氧的[4+2]环加成反应产物理论上可以发生逆(3+2)反应给出相应的炔烃和酸酐,但是文献中却鲜有关于此反应的报道。发展了一种通过光氧化碎裂两个碳-碳双键断裂将呋喃转化为炔烃的方法(Angew. Chem. Int. Ed.2018, 57, DOI: 10.1002/anie.201712365):研究发现具有环张力的呋喃与单线态氧反应给出的[4+2]环加成产物可以原地发生逆(3+2)碎裂反应,反应通过断裂呋喃环上的两个碳碳双键而给出相应炔酸酐;后者进一步水解给出更稳定的炔酸。这一反应条件温和,操作简单,化学选择性好,同时反应规模易于放大。呋喃光氧化碎裂反应不仅丰富呋喃类化合物的化学内涵,也有可能为来源丰富的呋喃类化合物的高效利用提供理论依据和实用技术。同时利用该方法甾体皂甙元D环氧化降解所得的炔酸中间体,成功地完成了孕甾烷天然产物aglatomin B报道结构的高效合成,展示了该反应在有机合成中的应用价值。
3)光氧化还原催化碳氢键官能团化:设计了新的双功能光氧化还原催化剂,并与手性过渡金属催化剂联用,探索烷烃sp3碳氢键的官能团化,构建手性的碳碳(C─C)、碳氧(C─O)和碳氮(C─N)键等。目前该项目已取得初步进展,在简单烷烃分子上实现该对映选择性官能团化反应之后,我们将对临床使用的经典药物,如萜类活性天然产物青蒿素(artemisinin,抗疟疾)、紫杉醇(taxol,抗肿瘤)等进行官能团化,以期提高它们的生物活性、生物利用度、和体内稳定性等。
4)手性铑-双烯催化烯基硼酸与磺酰亚胺反应:应用发展的高活性铑-双烯催化剂,首次实现了烷基亚胺的不对称烯基化反应,为系列手性烷基烯基胺和二烷基胺的合成提供了方法(Org. Lett. 2017, 19, 5601)。
5)双试剂手性离子对催化:以廉价易得的a-氨基酸为原料发展的含有氢键有机膦和季鏻盐离子对催化剂,该类催化剂具有合成方便、双(多)功能团等特点,应用于含三氟甲硫基以及乙酯基官能团化的二氟甲硫基砌块的不对称Mannich反应,获得了优秀的对映选择性以及良好的非对映选择性。该方法为手性含氟b-氨基酸提供了新方法。 1-氮杂螺环广泛存在于具有重要生物活性天然产物中,如:histrionicotoxin、cephalotaxine、halichlorine、stemonamine或erysotramidine。通过PPh3/DEAD促进的Aza-Piancatelli反应实现了该螺环结构的高效构建(Org. Lett. 2017,19,1028-1031)。 |