[00111359]基于手性膦氮配体的不对称催化

该项目属有机化学学科中的有机合成化学领域，主要围绕手性膦氮配体的设计并着眼于解决不对称催化中的一些挑战性问题开展了系统、创新性研究。手性化合物在生命和材料等领域地位举足轻重，不对称催化则为获得手性物质最理想方法之一。金属催化不对称反应中配体作用至关重要。该项目从对不对称催化过程和手性配体作用的深刻理解和认识着手，基于磷氮原子具有不同配位性能，磷氮原子上取代基易于改变以调节配体的立体和电子效应特点，结合使用不同配体骨架以及多种手性相互作用，设计合成了一系列具有不同骨架，不同电子效应和立体效应以及手性组合可调的手性膦氮配体，围绕钯催化不对称烯丙基取代等反应中一些尚不能很好解决的重要难题，不对称催化新反应和反应选择性调控新策略的开发进行研究并揭示了配体中多手性因素相互作用和影响的规律，取得了多个国际领先的成果，为光学活性手性分子的合成提供了重要方法，为新一代催化剂的设计提供了实验依据和理论基础：通过设计新型膦氮配体SIOCPhox，在钯催化不对称烯丙基取代反应中对类型广泛的单取代烯丙基底物实现了高区域、高对映选择性，为目前国际最好水平；在“硬”碳亲核试剂的应用方面取得突破，实现了开链酮、酰胺等的高对映选择性烯丙基烷基化反应，可高选择性构建两个手性中心；实现了高对映选择性不对称环丙烷化反应，被评价为重大突破；创新性地实现了对碳亲核试剂的动力学拆分并应用于天然产物骨架合成。这些成果突破了钯催化烯丙基取代反应中支链产物区域选择性控制难和硬亲核试剂适应范围窄两个重要瓶颈，加深并改变了人们对该类反应规律的认识，极大地推动了烯丙基取代反应化学的发展。通过对配体骨架和配位原子周围电子和立体因素的精细调节，高选择性地实现了铜催化硝基烯烃与甲亚胺叶立德的不对称1，3-偶极环加成反应和铱催化高对映选择性α,β-不饱和酮C=C双键不对称氢化；发展了通过配体电子效应和取代基变化对反应选择性调控新策略，实现了铜催化不对称1,3-偶极环加成及Mannich反应的非对映选择性调控和钯催化不对称Heck反应中产物构型调控，解决了Mannich反应中难以实现anti-选择性的难题。首次阐明了二茂铁配体中平面手性对于反应获得高对映选择性的重要性、对产物构型的决定性作用以及在不对称催化中的作用方式和途径，为平面手性作用的理解和在不对称催化中的应用提供了理论和实验依据。相关成果在重要国际刊物如《J.Am．Chem．Soc．》(7篇)，《Angew．Chem．Int．Ed．》(4篇)，《Acc．Chem．Res．(1篇)等上发表。20篇重要论文被他引1253次，篇均62．6次，单篇最高他引226次，8篇代表性论文他引500次。4篇论文2005年统计其引用在论文所在领域为Top 1％。编著专著一部。获中国授权发明专利5项。项目第一完成人应邀在IUPAC系列会议等重要国际会议，国际双边会议和全国会议上做大会报告、邀请报告30余次，其成果对有机化学特别是不对称催化领域具有重要理论意义和应用前景，对相关领域的发展起到了重要推动作用。