硅手性苯并噻咯的合成研究

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手性是生命的基石,生命活动和繁衍离不开手性,手性有机分子的构建是有机合成领域永恒的研究方向。含硅手性中心的化合物不仅具有硅元素大的共价原子半径、高亲脂性、稳定性、电负性、生物惰性,而且具有手性化合物的生理活性,在生物医学领域具有举足轻重的应用。然而,自然界中并不存在硅手性化合物,与碳手性中心的构建相比,合成含硅手性中心的有机硅化合物的研究处于起步阶段,探索新的途径开发新型的手性硅烷是一项具有挑战性的工作。本论文基于苯并噻咯及其衍生物特殊的电子结构和光电性质,研究硅手性苯并噻咯的新型制备策略,期望发展一种高效的催化策略合成硅手性苯并噻咯及其衍生物,为硅手性化合物的合成提供理论基础。传统意义上的商品化手性单膦或双膦配体难以获得理想的立体选择性,而课题组自主设计开发的含有手性醇和酚基官能团的膦配体Ar-BINMOL-Phos在铑催化该类反应中表现出突出的立体选择性诱导能力,经过对其反应参数的细致优化,最终发现在催化量的叔丁醇钾促进下,可形成有效的手性铑催化体系并获得理想的立体选择性,可适用于结构多样性的硅氢桥连二炔并表现出优异的反应性能,充分显示出多官能化膦配体Ar-BINMOL-Phos在铑催化硅氢加成反应中的独特优势。其次,我们采用铑催化剂和Ar-BINMOL-Phos配体实现了(2-(苯乙炔基)苯基)硅烷分子内硅氢加成的完美转化。利用双(2-(苯乙炔基)苯基)硅烷类化合物可以一步、高效、温和地构建具有光电性质的高立体选择性的手性苯并噻咯。该方法具有操作简单、高产率、高立体选择性和底物适用性强等优点(up to 80%yield,99%ee)。通过机理研究发现该轴手性膦配体在Rh催化分子内硅氢加成反应中起到了关键的立体选择性控制作用,在一系列手性膦配体之中Ar-BINMOL-Phos配体立体选择性最优。通过本论文的研究工作,我们建立了一个温和高效的方法实现一步去对称化构建硅手性苯并噻咯及其衍生物,为硅手性中心的构建提供了一个新的方案。
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