【摘 要】
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环丙烯作为一类具有较大环张力的不饱和环状化合物,被广泛应用于合成药物分子、功能性聚合物以及天然产物等复杂有机分子。因其独特的结构和性质,与非环状烯烃相比,环丙烯能参与的反应类型更广泛,目前科研人员已经开发出大量适用于环丙烯类化合物的反应体系。然而近年来报道的用于环丙烯类化合物对映选择性螺环化反应的过渡金属催化体系均无法实现对立体选择性的有效控制。此外,目前利用环丙烯与有机硅试剂通过氢化硅烷化反应合
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环丙烯作为一类具有较大环张力的不饱和环状化合物,被广泛应用于合成药物分子、功能性聚合物以及天然产物等复杂有机分子。因其独特的结构和性质,与非环状烯烃相比,环丙烯能参与的反应类型更广泛,目前科研人员已经开发出大量适用于环丙烯类化合物的反应体系。然而近年来报道的用于环丙烯类化合物对映选择性螺环化反应的过渡金属催化体系均无法实现对立体选择性的有效控制。此外,目前利用环丙烯与有机硅试剂通过氢化硅烷化反应合成在药物化学领域中极具应用潜力的手性环丙基有机硅化物的相关报道仅有三例。本文选取了二苯基环丙烯酮和3,3-二取代的环丙烯为底物,利用钯金属和TADDOL衍生的亚磷酰胺酯配体,分别对二者的不对称转化反应进行了探索。具体研究内容如下:(一)利用金属钯和TADDOL衍生的大位阻亚磷酰胺酯配体,首次实现了环丙烯酮和环戊烯-1,3-二酮的高立体选择性[3+2]螺环化反应。一方面利用具有刚性环状结构的环戊烯二酮底物实现双官能团化合物的去对称化反应,另一方面利用环丙烯酮通过C(sp~2)-C(sp~2)键活化进行开环反应,构建具有两个相邻季碳手性中心的氧杂螺环化合物。并对一系列具有不同取代基的三元及五元环烯酮化合物进行底物普适性的考察,以良好的产率、优异的立体选择性合成了相应的具有环戊烯酮-内酯骨架的高度官能化手性氧杂螺环分子(up to 99%yield,95%ee,>19:1 dr)。在衍生化反应中,通过酯交换反应、环氧化反应以及叠氮化物的共轭加成反应对氧杂螺环分子中环戊烯酮部分进行官能化,所得的衍生化产物均保持了高立体选择性。(二)利用金属钯催化3-芳基-3-酯基二取代环丙烯与二苯基硅烷进行不对称硅氢加成反应。通过优化一系列反应条件,包括反应温度、溶剂、添加剂以及对手性TADDOL衍生的亚磷酰胺酯配体的结构进行改造,构建了一系列具有高对映选择性的反式加成产物(up to 95%ee),但仅能达到中等的产率与非对映选择性。随后作者通过将环丙烯底物上的酯基替换为酰胺基,实现了优异的非对映选择性,成功构建出具有高立体选择性的硅基环丙烷化合物(up to 97%ee,>19:1dr),进一步扩展了此类不对称硅氢加成反应的底物范围。综上所述,作者通过对钯/磷体系催化环丙烯类化合物的对映选择性[3+2]螺环化与硅氢加成反应的研究,丰富了环丙烯类化合物的不对称转化反应类型,为拓展环丙烯类化合物的应用范围提供了新思路,为此类化合物的不对称催化化学提供了新方法。
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