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本论文围绕着吲哚化合物丰富的反应活性,发展了一系列的不对称串联反应。利用钌催化剂与手性磷酸共催化策略、手性磷酸催化的色胺的Michael加成一环化串联反应、手性伯胺催化的Michael/Mannich串联反应以及手性胺催化的不对称溴化一环化反应,实现了一些重要吲哚及吲哚啉多环结构的不对称高效构建。
在论文的第一部分工作中以钌催化剂与手性磷酸的串联催化,实现了烯烃复分解/不对称分子内傅克Michael加成串联反应。利用这种策略可以从简单易得的原料出发,高效高选择性地构建了吲哚并-4-H-吡喃(THPIs)以及吲哚并-4-H-毗啶(THBCs),这些多环结构广泛的存在于天然产物及具有重要生理活性的化合物中。
在第二部分工作中利用金属钌与手性磷酸串联催化策略,实现了高产率(最高达96%)高对映选择性(最高达93%ee)的烯烃交叉复分解(CM)/不对称吲哚分子内氮杂Michael加成串联反应。该吲哚分子内氮杂Michael加成反应的典型特点是吲哚的2-位或者3-位上不需要引入吸电子即可实现吲哚氮原子的区域选择性烷基化反应。通过实验和DFT理论计算,表明氮关环反应是一个在动力学和热力学均有利的过程。
为了进一步拓展金属钌与手性磷酸的串联催化体系的应用范围,在论文的第三部分工作中我们将金属钌催化的关环复分解(RCM)反应与手性磷酸催化的Pictet-Spengler反应结合,实现了β-咔啉四环结构的高效(89-96%的产率)高对映选择性(60-99%ee)构建。
在论文第四部分工作中,我们利用Grubbs催化剂能催化双键迁移的性质,发展了Grubbs催化剂与手性磷酸共催化的烯丙基胺化合物的双键迁移,不对称Pictet-Spenglel串联反应。反应能很方便的构建β-咔啉的环结构,大大拓展了不对称Pictet-Spengler反应的应用范围。
受分子内氮杂Michael加成研究中所发现的副反应为启发,在论文的第五部分工作中我们实现了手性磷酸催化的色胺的不对称Michael加成-环化串联反应。反应能从简单易得的色胺衍生物与乙烯基酮出发,高效合成六氢吡咯[2,3-并]吲哚化合物。
在第六部分工作中实现了奎宁衍生的伯胺催化的2,3-二取代吲哚与甲基乙烯基酮的分子间Michael加成-Mannich串联反应,以最高99%的产率和98%ee得到含有两个季碳手性中心的吲哚啉桥环产物。
在第七部分工作中实现了手性伯胺催化的吲哚分子内Michael加成-Mannich串联反应,以优秀的对映选择性和非对映选择性合成了吲哚啉的四环化合物。所得到的产物经过几步简单的转化即构建了天然产物(+)-kreysginine的基本骨架,并且产物的三个手性中心的绝对构型与天然产物完全一致。
在第八部分工作中,以(DHQ)2PHAL和(L)-樟脑磺酸为催化剂,实现了色胺的不对称溴化-关环反应。该反应能以优秀的产率和中等的对映选择性得到溴代六氢吡咯[2,3-并]吲哚化合物。该化合物是一些重要天然产物的关键合成砌块。