课题基金 / 基金详情

基于双金属协同催化策略非蛋白质α-氨基酸衍生物的不对称合成研究

批准号:
22071186
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
王春江
依托单位:
学科分类:
不对称合成
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王春江

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
本项目旨在研究以价廉易得的天然氨基酸酯衍生醛亚胺为原料,利用双金属协同活化策略发展高效催化体系和新型催化不对称烯丙基化、炔丙基化及氮杂烯丙基化反应。通过两种手性催化剂的合理组合,对参与反应的亲核性金属化亚甲胺叶立德物种与亲电性金属化物种实施相对独立的立体化学控制,实现高阶手性非蛋白质α-氨基酸及其衍生物的立体选择性与结构多样性高效合成,特别是为含两个手性中心非蛋白质α-氨基酸四个光学异构体中任意一个异构体的立体选择性精准构建提供简洁高效的合成方法。利用发展的方法学实现一些具有生理活性和重要药用价值的天然产物及其光学异构体的精准合成,为手性化合物光学异构体的生理活性构效关系评估提供方法学基础,进而为新药筛选提供候选结构;结合催化不对称反应机理的深入研究,探索各种因素对不对称催化反应活性和立体选择性的调控机制,揭示并总结双金属协同催化反应过程中的手性诱导、手性传递与手性放大的本质及规律性。
英文摘要
Enantioenriched nonproteinogenic α-amino acids (α-AAs) skeletons are frequently found in the core structures of active pharmaceutical ingredient and many bioactive natural products, and α,α-disubstituted or α-quaternary α-amino acids have been widely used not only in the design of novel non-natural peptides and proteins with enhanced biological properties due to its stability towards racemization and restricted conformational flexibility, but also employed as enzyme inhibitors themselves. In view of synthetic chemistry, developing efficient methodologies for the stereoselective construction of α,α-disubstituted α-amino acid derivatives, especially precise and stereodivergent synthesis of the full complement of stereoisomers of α-AAs bearing two adjacent stereogenic centers, is of great significance to the evaluation of the structure-activity relationship (SAR) of chiral molecules, new drug discovery and the innovation of the key drug synthesis. This project will focus on utilizing the strategy of synergistic bimetallic activation to develop novel and efficient catalytic systems for the precise construction of enantioenriched nonproteinogenic α-amino acids with multiple stereocenters, high functionality and stereodivergence. The success of this protocol is based on the use of two distinct chiral metal complex catalysts and each is capable of exercising full control over the configuration of the stereogenic center in the corresponding nucleophile and electrophile, independently. The cheap and ready-available natural α-amino acid derived imino esters will be utilized to in situ form the nucleophilic metallated azomethine ylide, and then realize a series of novel asymmetric α-allylic alkylations, α-2-aza-allylic alkylations and propargylic substitution reactions with a variety of in situ-generated electrophilic metal species. Furthermore, the asymmetric synthesis of some biologically important and pharmaceutically useful natural products or its key intermediates will be attempted with thus developed methodologies. Meanwhile, reaction mechanism study will be deeply performed to investigate the steric and electronic effect of the bimetallic chiral complexes on the reactivity and diastereo-/enantioselectivity, and further reveal and summarize the inherent principle of chirality induction, transfer and amplification in synergistic bimetallic asymmetric catalysis.
本项目主要基于双金属协同催化策略,系统开展了不对称串联反应及其立体发散性精准合成手性分子的研究,成功实现了一系列不对称催化串联反应,为精准构筑含多手性中心、结构复杂的手性分子的所有光学异构体开拓新思路,深入探究反应机理,取得一系列重要成果。另外,我们运用双金属协同催化策略实现了多个仅使用传统单金属催化体系难以实现或效果较差、挑战性的不对称催化反应,高效构建一系列结构重要的手性分子。同时,开发过渡金属催化新型不对称串联反应和不对称[n+2]-环加成反应来合成手性杂环分子。深入研究铱催化不对称烯丙基化启动的串联反应,为复杂手性分子的高效合成开辟新路径。利用手性磷酸/光协同催化策略,通过自由基反应高效构建一系列重要手性非天然α-氨基酸。这些研究成果为今后开发不对称催化新体系和新策略提供实验与理论指导。.在该项目资助下,申请人以通讯作者发表38篇基金标注SCI论文,其中包括4篇J. Am. Chem. Soc.、4篇Angew. Chem.、1篇Nat. Commun.、1篇Fundem. Res.、1篇CCS Chem.、7篇Chem. Sci.和6篇Org. Lett.等,申请4项发明专利,其中3项已获授权。基于我们课题组在双金属协同催化、不对称环加成反应、不对称串联重排反应方面的重要贡献,受邀在Chem Catal.、Chem. Commun.、Chin. Sci. Bull.和Chin. J. Org. Chem.等期刊上撰写综述总结最新进展。受邀为Elsevier出版社《Comprehensive Chirality》(第二版)撰写"(3+2)-Cycloaddition of 1,3-Dipoles"专著章节。研究工作获得国内外同行的认可,多篇研究论文被权威评述期刊Synfacts进行亮点介绍。培养了4名博士和5名硕士,课题组多名学生获得创新奖学金等各类奖学金。
催化不对称自由基反应合成手性α-氨基酸衍生物
  • 批准号:
    22371216
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    王春江
  • 依托单位:
基于氮杂二烯的手性氮杂环骨架的催化不对称合成研究
  • 批准号:
    21772147
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    王春江
  • 依托单位:
Azomethine Ylide参与的催化不对称[6+3]-环加成反应研究
  • 批准号:
    21372180
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    王春江
  • 依托单位:
新型手性配体TF-BiphamPhos的设计合成及其在催化不对称反应中的应用研究
  • 批准号:
    21172176
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    王春江
  • 依托单位:
国内基金
海外基金