[3+2]环加成/[3,3]重排串联策略不对称合成氮杂九元环化合物的反应研究
批准号:
21871062
项目类别:
面上项目
资助金额:
64.0 万元
负责人:
莫冬亮
依托单位:
学科分类:
不对称合成
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
王治新、马小盼、陈春华、闭红艳、陈威利、赵红平、韦翠、廖骏一
中文摘要
由于环张力和熵增不利的影响,中环化合物的构建一直是有机合成中最富有挑战性的前沿课题之一。通过分子内环化反应合成氮杂九元环化合物目前已有许多报道,但是通过分子间反应合成氮杂九元环骨架,特别是不对称合成,目前成功的例子很少。本课题拟发展N-烯基-ɑ,β-不饱和硝酮与炔、烯试剂的[3+2]环加成和[3,3]重排的串联策略不对称合成氮杂九元环化合物的方法。根据底物的设计调控反应选择性,利用手性金属催化剂实现氮杂九元环的不对称合成,进一步揭示氮杂九元环化合物中N−O键的断裂规律,合成含多个手性中心的1,7-氨基醇以及结构多样的氮杂环骨架。在此基础上,发展手性金属催化剂实现对氮杂九元环骨架的动力学拆分,并利用发展的催化体系和合成方法学实现若干稠环吲哚生物碱的合成。上述工作将为合成氮杂九元环化合物提供一条新的途径。初步的实验结果表明我们的设想是可行的。
英文摘要
The construction of medium-sized ring compounds is one of the most important and challenging topics in organic synthesis due to the influence of the increasing ring strain and entropy. Many methods toward intramolecular cyclization to synthesize nine-membered aza-heterocycles have been developed, but few examples for intermolecular synthesis were achieved, especially for asymmetric synthesis of these compounds. Our project focuses on the methods toward asymmetric synthesis of nine-membered aza-heterocycles through a cascade strategy of [3+2] cycloaddition / [3,3]-rearrangement from N-vinyl-ɑ,β-unsaturated nitrones with alkynes and alkenes. According to the substrate design, the reaction selectivity was controlled and asymmetric synthesis of the nine-membered aza-heterocycles was achieved using chiral metal catalysts. Furthermore, the rules of N-O bond cleavage in the nine-membered aza-heterocycles were disclosed and 1,7-amino alcohols containing multiple chiral centers and diverse nitrogen heterocycles were prepared. Based on these results, development of new chiral metal catalysts for kinetic resolution of nine-membered aza-heterocycles and preparation was studied. Finally, our developed catalytic system and methodologies were applied to prepare fused indole alkaloids. The above strategy will provide a new pathway for preparation of the nine-membered aza-heterocycles. Our primary results have shown that our design for this strategy can be used to synthesize nine-membered aza-heterocycles.
由于环张力和熵增不利的影响,中环化合物的构建一直是有机合成中最富有挑战性的前沿课题之一,特别是环上取代基的立体化学控制是最主要的难点之一。本项目围绕N-烯基硝酮参与[3+2]环加成/[3,3]重排串联反应不对称合成氮杂九元环化合物展开研究,主要取得了以下三个方面的成果。首先,建立了系列N-烯基-α,β-不饱和硝酮与炔试剂、亚甲基环丙烷、手性3-丙炔酰噁唑烷-2-酮的[3+2]环加成/[3,3]重排串联反应,高效、高非对映选择性地构建含多个手性中心的氮杂九元环化合物的新方法;拓展了合成氮杂九元环化合物的应用范围。首次实现了氮杂九元环化合物的不对称动力学拆分,利用手性金属催化剂探讨了[3+2]环加成/[3,3]重排串联反应合成手性氮杂九元环化合物的不对称催化方法,含两个手性中心的氮杂九元环化合物的对映选择性可以达到良好。同时,利用底物上手性辅助基团的策略,也实现了手性氮杂九元环化合物的高效不对称合成。通过所得氮杂九元环化合物的生物活性研究,发现了所合成的部分氮杂九元环化合物具有良好的抗炎活性。这些结果为中环化合物的合成提供了新的思路,为这类化合物在药物和材料上的进一步开发和利用奠定了物质基础。其次,在研究N-烯基硝酮的反应活性过程中,发现了N-烯基硝酮在不同的金属催化剂催化下,可以分别进行分子内氮杂4π和6π电环化反应,从而发生新型的氧转移反应,合成了系列多取代官能团化的氮杂四元环化合物和吡啶衍生物。最后,基于N-O键化合物的选择性官能团化和断裂的研究,利用Chan-Lam偶联反应和二芳基碘盐芳基化试剂,分别实现了N-O键化合物的选择性[1,3]或[3,3]重排反应,成功地解决了N-O键[1,3]-重排和[3,3]-重排的选择性问题,也进一步拓展了Chan-Lam偶联反应的应用范围,从而构建了系列苯并吡喃、咔唑酮、取代吲唑、N-芳基吡啶酮、喹唑啉酮稠环化合物和吲哚生物碱。
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Yb(OTf)3-Catalyzed Cycloaddition/[3,3]-Rearrangement ofN-Vinyl-α,β-Unsaturated Ketonitrones with Methylenecyclopropanes: Stereoselective Synthesis of Nine-MemberedN-Heterocycles
Yb(OTf)3-催化环加成/[3,3]-N-乙烯基-α,β-不饱和酮硝酮与亚甲基环丙烷的重排:九元N-杂环的立体选择性合成
DOI:
--
发表时间:
2020
期刊:
Advanced Synthesis & Catalysis
影响因子:
5.4
作者:
[Ma Xiao-Pan, Nong Cai-Mei, Zhao Jie, Lu Xiuqiang, Liang Cui, Mo Dong-Liang]
通讯作者:
Mo Dong-Liang
Silver(i)-catalyzed selective hydroalkoxylation of C2-alkynyl quinazolinones to synthesize quinazolinone-fused eight-membered N,O-heterocycles
银(i)催化C2-炔基喹唑啉酮选择性加氢烷氧基化合成喹唑啉酮稠合八元N,O-杂环
DOI:
10.1039/d0qo00437e
发表时间:
2020-08-07
期刊:
ORGANIC CHEMISTRY FRONTIERS
影响因子:
5.4
作者:
[Kong, Xiang-Fei, Guo, Xiu-Yun, Su, Gui-Fa]
通讯作者:
Su, Gui-Fa
An Yb(OTf)(3)and visible light relay catalyzed [3+2] cycloaddition/[3,3]-rearrangement/[4+2] cycloaddition in one pot to prepare oxazonine-fused endoperoxides
Yb(OTf)(3)和可见光中继催化[3 2]环加成/[3,3]-重排/[4 2]环加成一锅制备恶嗪稠合内过氧化物
DOI:
10.1039/d0gc00929f
发表时间:
2020
期刊:
Green Chemistry
影响因子:
9.8
作者:
[Ma Xiao-Pan, Nong Cai-Mei, Liang Yu-Feng, Xu Pei-Pei, Guo Xiu-Yun, Liang Cui, Pan Cheng-Xue, Su Gui-Fa, Mo Dong-Liang]
通讯作者:
Mo Dong-Liang
Sc(OTf)3-Catalyzed Synthesis ofα-Aminooxy Amides though Cycloaddition and Sequential Double C-N Bond Cleavage
Sc(OTf)3 催化环加成和连续双 C-N 键断裂合成 α-氨基氧基酰胺
DOI:
--
发表时间:
2020
期刊:
Organic & Biomolecular Chemistry
影响因子:
3.2
作者:
[Luo Yan, Chen Chun-Hua, Zhu Fan, Mo Dong-Liang]
通讯作者:
Mo Dong-Liang
MnSO4-PromotedS-O Bond Cleavage toSynthesizeFunctionalized Sulfonium Ylides from Activated Alkynes and Sulfoxides
MnSO4促进S-O键断裂从活化的炔烃和亚砜合成功能化锍叶立德
DOI:
--
发表时间:
2022
期刊:
Organic & Biomolecular Chemistry
影响因子:
3.2
作者:
[Chen Wei-Li, Liu Zhang-Wei, Wang Ying-Chun, Ma Xiao-Pan, Mo Dong-Liang]
通讯作者:
Mo Dong-Liang
共 28 条
经由[3+3]环加成/[3,3]重排构建十元氮杂环化合物
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批准号:22071035
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项目类别:面上项目
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资助金额:63.0万元
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批准年份:2020
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负责人:莫冬亮
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依托单位:
[5+2]环加成高效构筑二氮杂环庚烷的方法研究及其在失眠药Suvorexant骨架修饰中的应用
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批准号:21602037
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2016
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负责人:莫冬亮
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依托单位:
经N-烯基硝酮高效构筑氮杂八元环方法研究及其在吲哚类生物碱合成中的应用
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批准号:21562005
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:41.0万元
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批准年份:2015
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负责人:莫冬亮
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依托单位:
国内基金
海外基金