Metal-Bronsted Acid Cooperative Catalysis for Asymmetric Direct Reductive Amination

金属-布朗台德酸协同催化不对称直接还原胺化

基本信息

  • 批准号:
    EP/G031444/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 57.83万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2009 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Chiral amines are ubiquitous in nature and are the most common functionalities in drug molecules, fine chemicals and new materials. They can be prepared by a number of methods; but the simplest, most efficient and eco-benign preparation is asymmetric direct reductive amination (ADRA) of ketones with hydrogen, which produces chiral amines in one pot. However, this reaction has not found applications in commercial synthesis, because literally no good catalysts are yet available. This proposal attempts to address this Holy Gail problem facing chemical synthesis and asymmetric catalysis by exploiting a novel strategy, Metal-Bronsted Acid Cooperative Catalysis (MBCC). Unlike traditional chemistry developed for ADRA, our approach incorporates three new elements: ionic catalysis, electrophilic activation, and counter anion-directed chiral induction. Under MBCC, an amine condenses with a ketone, forming an imine; this is catalyzed by the Bronsted acid. More importantly, the Bronsted acid then protonates, and thereby activates, the resulting imine by converting it into a highly electrophilic iminium ion. Subsequent hydride transfer, now with a lower barrier, from the metal centre to the iminium carbon atom reduces the C=N double bond. Last not the least, the hydride transfer to which enantiotopic face of the C=N double bond is aided by the conjugate base of the acid through ion-pairing. Clearly, the acid will play a key role in the operation of MBCC, which we believe stands for the most promising approach thus far for developing ADAR. Whilst the concept is designed for ADRA, its potential utility is expected to be much wider. The proposal builds on our recent highly successful studies of asymmetric hydrogenation of imines, key intermediates in ADRA, where unprecedented enantioselectivities have been recorded for a wide range of imines. A key discovery is the use of both hydrogenating metal catalyst and Bronsted acids. Our preliminary results indicate that MBCC drives the reaction and dictates the face selection, pointing to the potential of tackling ADRA via MBCC. However, we have not been able to carry out any mechanistic investigations yet. In order to most efficiently develop catalysts for ADAR by rational design, this project will be built on our preliminary results informed by mechanistic studies. The project will be divided into two synergistic parts, experimental exploration of MBCC for ADRA, and mechanistic and theoretical investigations. We believe experiments alone cannot answer key mechanistic questions, while mechanistic studies can only aid, but not replace, the discovery process
手性胺在自然界中普遍存在,是药物分子、精细化学品和新材料中最常见的功能。它们可以通过多种方法制备;但最简单、最有效且对生态有益的制备方法是酮与氢的不对称直接还原胺化(ADRA),一锅即可产生手性胺。然而,该反应尚未在商业合成中得到应用,因​​为实际上还没有好的催化剂可用。该提案试图通过利用一种新的策略——金属-布朗斯台德酸协同催化(MBCC)来解决化学合成和不对称催化面临的这一神圣盖尔问题。与 ADRA 开发的传统化学不同,我们的方法结合了三个新元素:离子催化、亲电子活化和反阴离子引导的手性诱导。在 MBCC 下,胺与酮缩合,形成亚胺;这是由布朗斯台德酸催化的。更重要的是,布朗斯台德酸随后质子化,从而通过将所得亚胺转化为高亲电子的亚胺离子来将其活化。随后的氢化物转移(现在具有较低的势垒)从金属中心到亚胺碳原子减少了 C=N 双键。最后,酸的共轭碱通过离子对帮助氢化物转移至 C=N 双键的对映体面。显然,酸将在 MBCC 的运行中发挥关键作用,我们相信这是迄今为止开发 ADAR 最有前途的方法。虽然这个概念是为 ADRA 设计的,但其潜在用途预计会更广泛。该提案建立在我们最近对亚胺(ADRA 的关键中间体)不对称氢化的高度成功研究的基础上,其中多种亚胺都记录了前所未有的对映选择性。一个关键的发现是氢化金属催化剂和布朗斯台德酸的使用。我们的初步结果表明,MBCC 驱动反应并决定面孔选择,表明通过 MBCC 解决 ADRA 的潜力。然而,我们还无法进行任何机制研究。为了通过合理设计最有效地开发 ADAR 催化剂,该项目将建立在我们通过机理研究获得的初步结果的基础上。该项目将分为两个协同部分,即针对 ADRA 的 MBCC 实验探索以及机理和理论研究。我们相信仅靠实验无法回答关键的机制问题,而机制研究只能帮助但不能取代发现过程

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Cyclometalated Iridium Complexes as Highly Active Catalysts for the Hydrogenation of Imines
环金属化铱配合物作为亚胺加氢的高活性催化剂
  • DOI:
    10.1055/s-0033-1340086
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Xiao J
  • 通讯作者:
    Xiao J
Cooperative catalysis through noncovalent interactions.
  • DOI:
    10.1002/anie.201208774
  • 发表时间:
    2013-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Weijun Tang;S. Johnston;J. Iggo;N. Berry;M. Phelan;Lu-Yun Lian;J. Bacsa;Jianliang Xiao
  • 通讯作者:
    Weijun Tang;S. Johnston;J. Iggo;N. Berry;M. Phelan;Lu-Yun Lian;J. Bacsa;Jianliang Xiao
Efficient and Chemoselective Reduction of Pyridines to Tetrahydropyridines and Piperidines via Rhodium-Catalyzed Transfer Hydrogenation
  • DOI:
    10.1002/adsc.201201034
  • 发表时间:
    2013-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Wu, Jianjun;Tang, Weijun;Xiao, Jianliang
  • 通讯作者:
    Xiao, Jianliang
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Jianliang Xiao其他文献

MODELS FOR BIMETALLIC CATALYSTS : ANION ADDITIONS TO PT3RE CLUSTER CATIONS
双金属催化剂模型:将阴离子添加到 PT3RE 簇阳离子中
  • DOI:
    10.1021/om00005a020
  • 发表时间:
    1995
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Jianliang Xiao;L. Hao;R. Puddephatt;L. Manojlović;K. Muir;A. Torabi
  • 通讯作者:
    A. Torabi
Carbonylated Phosphines as Ligands for Catalysis in Supercritical CO2
羰基化膦作为超临界 CO2 催化配体
  • DOI:
    10.1021/om0100028
  • 发表时间:
    2001
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Yulai Hu;Weiping Chen;and Lijin Xu;Jianliang Xiao
  • 通讯作者:
    Jianliang Xiao
Ruthenium-catalysed asymmetric hydrogenation with fluoroalkylated BINAP ligands in supercritical CO2
超临界 CO2 中氟烷基化 BINAP 配体的钌催化不对称氢化
  • DOI:
    10.1016/j.molcata.2004.05.009
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yulai Hu;David J. Birdsall;A. Stuart;E. G. Hope;Jianliang Xiao
  • 通讯作者:
    Jianliang Xiao
Cooperative Catalysis: Combining an Achiral Metal Catalyst with a Chiral Broensted Acid Enables Highly Enantioselective Hydrogenation of Imines.
协同催化:将非手性金属催化剂与手性布朗斯台德酸相结合,可实现亚胺的高度对映选择性氢化。
  • DOI:
    10.1002/chin.201413073
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Weijun Tang;S. Johnston;Chaoqun Li;J. Iggo;J. Bacsa;Jianliang Xiao
  • 通讯作者:
    Jianliang Xiao
Hydrogen‐Bond‐Directed Catalysis: Faster, Regioselective and Cleaner Heck Arylation of Electron‐Rich Olefins in Alcohols.
氢键定向催化:醇中富电子烯烃的更快、区域选择性和更清洁的赫克芳基化。
  • DOI:
    10.1002/chin.200844078
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Zeynab Hyder;J. Ruan;Jianliang Xiao
  • 通讯作者:
    Jianliang Xiao

Jianliang Xiao的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Jianliang Xiao', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: Computational Framework for Designing Conformal Stretchable Electronics
合作研究:设计共形可拉伸电子设备的计算框架
  • 批准号:
    1762324
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 57.83万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Iron-Catalysed Oxygenation with O2
铁催化 O2 氧化
  • 批准号:
    EP/R009694/1
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 57.83万
  • 项目类别:
    Research Grant
Theoretical and Experimental Studies of Buckling Mechanics of 3D Thin Film/Shape Memory Polymer Systems
3D 薄膜/形状记忆聚合物系统屈曲力学的理论与实验研究
  • 批准号:
    1405355
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 57.83万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Manufacture of chiral amines using catalytic and flow processing methods
使用催化和流动加工方法制造手性胺
  • 批准号:
    EP/K504166/1
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 57.83万
  • 项目类别:
    Research Grant
Enabling and Accelerating Metallocatalysis with Hydrogen Bonding
利用氢键实现并加速金属催化
  • 批准号:
    EP/F000316/1
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 57.83万
  • 项目类别:
    Research Grant

相似国自然基金

新一类温控-Bronsted酸功能离子液体催化制备高辛烷值烷基化汽油反应机制研究
  • 批准号:
    21476120
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    50.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
钯(II)-Bronsted acid-亚磷酸酰胺体系在氧化性反应条件下的不对称协同催化应用研究
  • 批准号:
    21472001
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    84.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
(硫)脲与Bronsted酸协同催化不对称合成及其调控因素研究
  • 批准号:
    21376212
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    86.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于四苯并环辛四烯骨架设计合成手性Bronsted酸碱催化剂及其在不对称催化中的应用研究
  • 批准号:
    21202186
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
茂钛Lewis-Bronsted 酸协同催化酯化/酰胺化反应
  • 批准号:
    21271124
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    76.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
离子液体功能化手性Bronsted酸催化剂创制及其在催化反应中的应用
  • 批准号:
    21173241
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    61.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
手性Bronsted酸/π-Lewis酸双体系接力催化的不对称反应
  • 批准号:
    21172207
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    65.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Lewis或Bronsted酸催化的不对称环加成反应
  • 批准号:
    21002008
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    19.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
新型手性BrOnsted 酸的设计、合成及不对称贝克曼重排反应研究
  • 批准号:
    20972123
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    35.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
沸石分子筛中Bronsted和Lewis酸协同效应的固体核磁共振和量化计算研究
  • 批准号:
    20773159
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    32.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

The Synthetic Use of Lewis and Bronsted Acid Catalyzed Electrophilic Deborylations
路易斯酸和布朗斯台德酸催化亲电脱硼酸的合成应用
  • 批准号:
    2102282
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 57.83万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Development of asymmetric hydrogen transfer reaction by chiral Bronsted acid catalysis
手性布朗斯台德酸催化不对称氢转移反应的进展
  • 批准号:
    20K22515
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 57.83万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
Development of Chiral Bronsted Acid Catalyst with Phosphinic Acid as Active Center
以次膦酸为活性中心的手性布朗斯台德酸催化剂的研制
  • 批准号:
    17K05874
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 57.83万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Enantioselective Bronsted Acid Catalysis with Chiral Cyclopentadienes
手性环戊二烯对映选择性布朗台德酸催化
  • 批准号:
    9158042
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 57.83万
  • 项目类别:
Enantioselective Bronsted Acid Catalysis with Chiral Cyclopentadienes
手性环戊二烯对映选择性布朗台德酸催化
  • 批准号:
    9662528
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 57.83万
  • 项目类别:
Asymmetric synthesis of highly functionalized lactones and lactams using a chiral Bronsted acid
使用手性布朗斯台德酸不对称合成高官能化内酯和内酰胺
  • 批准号:
    8958040
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 57.83万
  • 项目类别:
Development of a Bronsted Acid-Promoted Ene-Ynamide Cyclization
布朗斯台德酸促进烯酰胺环化的发展
  • 批准号:
    25860006
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 57.83万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Rapid Synthesis of Complex Molecules Using Super Bronsted Acid Catalysis
利用超布朗斯台德酸催化快速合成复杂分子
  • 批准号:
    23225002
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 57.83万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
Innovation of the Asymmetric Reactions by Means of Chiral Bronsted Acid
手性布朗斯台德酸不对称反应的创新
  • 批准号:
    23350046
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 57.83万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Bronsted Acid Catalysis in Enantioselective Acyl Substitution
对映选择性酰基取代中的布朗斯台德酸催化
  • 批准号:
    1012979
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 57.83万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了