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新型有机催化不对称串联反应在构建含三氟甲基手性杂环化合物中的研究
结题报告
批准号:
21573169
项目类别:
面上项目
资助金额:
68.0 万元
负责人:
黄毅勇
依托单位:
学科分类:
B0202.催化化学
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
郭君慧、原晔、杨星、蔡晨、吕宗超、开铖、蔡援
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中文摘要
有机小分子催化作为一门环境友好的有机合成方法学在不对称催化合成中引起极大关注,但存在催化活性不高、底物适用性较窄等缺点。手性胺基-硫脲是一类具有双功能特性的有机小分子催化剂,可同时介导亲核、亲电试剂,在多种不对称催化反应中表现较好的活性和手性控制,但通常会因分子间或分子内氢键而失活。为了解决此问题,本项目拟设计合成一类新型手性胺基-硫脲催化剂分子,分子中采用非常规1,3-二胺骨架,同时在胺基中引入手性高位阻基团。结合前期研究基础,利用前手性三氟甲基砌块1b的多反应位点特性,发展两类新型催化不对称Michael/Aldol和aza-Michael/Aminolysis串联关环反应,实现系列多样性含三氟甲基手性杂环化合物(5-9元)的构筑。充分使用核磁共振、质谱、计算化学等手段深入探讨不对称串联反应的反应机理及立体控制,为进一步设计新型手性催化剂和不对称催化反应提供理论依据和奠定实验基础。
英文摘要
At present, organocatalysts have drawn great interest as they tend to be less toxic and more environmentally friendly than traditional metal-based catalysts. Although much progress in organocatalysis has been made, the development of chiral organocatalysts that are as reactive and stereoselective as some of the best transition-metal catalysts remains a considerable challenge. Chiral amine-thiourea catalysts with bifunctional groups work cooperatively to stabilize the transition state and accelerate the rate of the reaction. However, catalyst aggregation resulting from intra- or inter-molecular hydrogen-bonding decreases the catalytic activity. To address this problem, herein a novel type of bifunctional chiral amine-thiourea catalysts possessing a 1,3-diamine backbone and multiple sterogenic centers is to be synthesized, and applied into the construction of various chiral trifluoromethylated heterocycles by using versatile prochiral trifluoromethylated building block 1b. Such a study aims to explore asymmetric Michael/Aldol and asymmetric aza-Michael/Aminolysis tandem reactions, respectively, to achieve several classes of important 5-9 membered trifluoromethylated heterocycles in high yields and ee’s. Reactions and processes monitored by NMR, Mass spectroscopy, X-ray, CD, and density functional theory (DFT) calculations will be carried out to elucidate the plausible mechanism. These studies will promote the development of new catalysts and catalytic asymmetric reactions.
在过去20多年里,不对称催化领域取得了很大的进步,很多新方法和新策略不断被报道,但仍存在一些挑战性的问题,如催化剂获取困难和成本高、催化效率低等。基于这些关键科学问题和一些重要骨架分子的合成难题,我们通过设计合成新型含氟合成砌块和不饱和硼试剂,筛选新型手性路易斯酸或布朗斯特酸催化剂体系,发展新反应,实现了包括异噁唑啉、1,3-噁嗪-2-酮、四氢吡咯、吡唑啉酮和异噁唑等多类手性含氟烷基杂环化合物的构建,以及邻二胺、二氢苯并异呋喃、氮杂丁二烯、高烯丙基胺和高异戊二烯仲醇等骨架分子的合成。特别地,我们采用商业易得(S)-tol-BINAP/Cu(OAc)2配合物作为催化剂,发展了亚氨酸酯及含氟烷基不饱和砜之间的不对称1,3-偶极环加成反应,以最高97%产率,>99:1的非对映选择比例和98:2的对映选择比例得到多种含氟烷基手性四氢吡咯化合物。该反应可以扩大至克级反应规模,催化剂用量可以降低至0.5 mol%,据我们所知,这是目前此类反应中最低催化剂使用量。尤其重要的是,exo型催化产物经DBU简单处理后可得到其差向异构体(exo’),实现了非对映发散式合成。通过本项目的实施,我们在Angew. Chem. Int. Ed. (3篇),Acs Catal. (2篇),Green Chem.等期刊共发表标注基金资助SCI论文15篇,其中影响因子大于10的论文6篇,授权专利3篇。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Neighboring phenolic group-activated gem-difluoroallylboration of imines for the catalyst-free synthesis of gem-difluorohomoallylamines
邻近酚基团激活的亚胺偕二氟烯丙基硼化反应用于无催化剂合成偕二氟高烯丙胺
DOI:10.1039/c8ob00541a
发表时间:2018
期刊:Organic and Biomolecular Chemistry
影响因子:3.2
作者:Yang Xing;Zhang Feng;Zhou Yang;Huang Yi-Yong
通讯作者:Huang Yi-Yong
Enantioselective Synthesis of 1,3-Disubstituted 1,3-Dihydroisobenzofurans via a Cascade Allylboration/Oxo-Michael Reaction of o-Formyl Chalcones Catalyzed by a Chiral Phosphoric Acid
手性磷酸催化邻甲酰基查耳酮的级联烯丙基硼化/氧化-迈克尔反应对映选择性合成 1,3-二取代 1,3-二氢异苯并呋喃
DOI:10.1021/acs.joc.7b01856
发表时间:2017
期刊:Journal of Organic Chemistry
影响因子:3.6
作者:Yang Xing;Pang Shuai;Cheng Feng;Zhang Yue;Lin Ya-Wei;Yuan Quan;Zhang Fang-Lin;Huang Yi-Yong
通讯作者:Huang Yi-Yong
A new synthetic route for the synthesis of enantioenriched 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-derived 1,3-diols
合成对映体富集的1,2,3,4-四氢萘衍生的1,3-二醇的新合成路线
DOI:10.1080/00397911.2018.1502783
发表时间:2018-11
期刊:Synthetic Communications
影响因子:2.1
作者:Cheng Feng;Cai Chen;Yang Xing;Lin Zi-Wei;Hu Xiao-Song;Huang Yi-Yong
通讯作者:Huang Yi-Yong
DOI:10.1002/anie.201912263.
发表时间:2020
期刊:Angew. Chem. Int. Ed.
影响因子:--
作者:Ze-Hun Cao;Yu-Hao Wang;Subarna Jyoti Kalita;Uwe Schneider;Yi-Yong Huang
通讯作者:Yi-Yong Huang
Enantioselective Isoprenylboration Reaction of Aldehydes Catalyzed by a Chiral Phosphoric Acid
手性磷酸催化醛的对映选择性异戊二烯硼化反应
DOI:10.1002/adsc.201900203
发表时间:2019-07
期刊:Adv. Syn. Catal.
影响因子:--
作者:Yu-Long Zhang;Bo-Jun He;Yi-Wen Xie;Yu-Hao Wang;Yi-Long Wang;Yong-Cun Shen;Yi-Yong Huang
通讯作者:Yi-Yong Huang
全碳季碳醛的去对称化催化不对称烯丙基反应研究
  • 批准号:
    22372128
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50.00万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    黄毅勇
  • 依托单位:
新型手性叔膦催化联烯与甲基酮亚胺/烯胺之间的不对称[4+1]环加成反应
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    黄毅勇
  • 依托单位:
手性苯酞骨架导向的催化不对称高联烯硼基化-内酯化串联反应研究
  • 批准号:
    21772151
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    黄毅勇
  • 依托单位:
新型双功能双核手性铟配合物的制备及在不对称催化反应中的研究
  • 批准号:
    21303128
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    黄毅勇
  • 依托单位:
国内基金
海外基金