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区域选择性和立体选择性的烯烃功能化反应已经成为现代有机合成化学中最有影响力的领域之一。基于卤鎓离子的烯烃不对称亲电卤化反应作为一种可靠实用的烯烃功能化反应,可以在碳碳双键上直接引入两个手性官能团,是有机化学中重要的基元反应之一。许多具有生物活性的天然产物以及药物分子中都含有卤元素,卤官能团可以方便地进行衍生转化,是非常有用的有机合成片段。因此,立体选择性地将卤原子引入分子具有重要的意义。本文围绕基于卤鎓离子的烯烃不对称卤化反应这一课题,主要研究了以下三方面内容: (1)烯酰胺进行不对称卤化反应,由于底物上O比N具有更高的电负性,更容易发生O-环化反应,而选择性地得到N-环化产物,具有很大挑战性,目前很少有文献报道。手性碱类催化剂在不对称卤化反应中,表现出很高的催化活性,我们使用此类催化剂,对烯酰胺类底物进行了研究。尝试了各种类型的手性碱催化剂,发现金鸡纳碱衍生的方酰胺和脲类催化剂反应效果稍好,最高能够以39%的ee值得到内酰胺产物。 (2) Lewis酸催化体系是烯烃不对称卤化反应中一类比较有潜力的催化体系,本课题组一直致力于此类反应的研究。本组先前报道了Sc(OTf)3/Trost配体能够高效催化氨基烯丙基酯类底物进行不对称溴胺化反应,生成具有较高光活性的恶唑啉酮衍生物。为了拓展此类催化体系的底物范围,我们尝试以Sc(OTf)3/Trost配体催化含其他亲核基团的烯烃底物进行反应,可惜没有得到期望的结果。使用烯丙基脲类底物又尝试了多种手性Lewis酸催化剂,在不同的催化条件下可以选择性地得到O-环化产物和N-环化产物,可惜产物几乎都是消旋的。如何提高烯丙基脲类底物反应的对映选择性,仍然有待进一步研究。 (3)本组先后报道了手性双膦配体/Sc(OTf)3催化顺式烯烃和手性双膦氧配体/Sc(OTf)3催化共轭二烯的不对称溴胺环化反应。机理研究表明,双膦(氧)配体在此类反应中起到重要的作用。经过大量的手性膦配体的筛选,以及实验条件的优化,我们发现手性单膦-Sc(OTf)3能够以极高的对映选择性实现反式烯烃底物的不对称6-exo-溴胺环化反应。此反应具有较好的官能团耐受性,烯烃上连接烷基,OBn,OTBS,Cl,N3,不饱和酯,端烯和端炔基团都能以极高的ee值(97% to>99%)获得2-羰基-1,3-恶嗪化合物。而且此反应能够以克级规模进行放大。反应获得的高光学活性的含卤2-羰基-1,3-恶嗪类产物,是一类非常重要的有机合成中间体,可以通过一系列衍生转化,得到多种有用的光活性化合物。此类反应表明,催化体系和烯烃底物的微妙组合,可能提供发现新型催化反应的机会,对今后发展更高效的催化不对称卤化反应有一定的指导意义。