我科学家开发出新型高效不对称有机小分子催化剂
我科学家开发出新型高效不对称有机小分子催化剂2006.06.02
在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的大力支持下，中国科学院化学所分子识别与选择性合成实验室发展了一类新型高效的离子液型不对称小有机分子催化剂。相关研究结果发表在德国《应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 3093)，并被选为四月份的热点文章(HotPaper) Paper)。不对称催化合成是制药工业合成手性药物的重要方法。手性有机小分子催化剂(Asymmetric
Organocatalysts)是继过渡金属催化剂后一类重要的不对称合成催化剂，具有反应条件温和、操作简单和无重金属污染等优势。开发高活性、高选择性、可循环利用的小分子催化剂是当前研究的热点和前沿。 在前期工作中，该课题组探讨了开发离子液型有机小分子催化剂的可行性，设计合成了非手性的离子液型Baylis-Hillman催化剂。Baylis-Hillman反应是一类重要的C-C键形成反应，但较低的反应活性和很高的催化剂用量一直是Baylis-Hillman反应推广应用的瓶颈。该课题组所设计离子液型Baylis-Hillman催化剂不仅具有很高的催化活性(与当前已报道的最优催化剂相当)，而且还可以利用离子液本身的特性达到循环利用的目的，催化剂重复利用6次以上没有明显的活性降低。该部分研究结果发表后(J. Org. Chem. 2005, 70, 2338; Tetrahedron 2006, 62, 2537)，被美国化学会Heart&cut网站评述为“一类非常高效且可以重复利用的Baylis-Hillman催化剂”。 在上述工作基础之上，该课题组发展了手性的离子液型有机小分子催化剂。该类催化剂有效地综合了不对称有机小分子的催化功能和离子液结构的独特性质，利用离子液结构作为手性诱导的关键基团，能够在高选择性催化反应的同时，保持离子液本身循环利用的特性，催化剂能够循环利用4次而仍保持相当的选择性。这种手性离子液型有机小分子催化剂能够高效催化不对称Michael加成反应，产率高达100%，非对映选择性可达99:1，对映选择性最好可至99%(Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 3093)。该项工作不仅发展了一类新型的不对称Michael反应催化剂，同时也为开发其它类不对称催化反应提供了有益的借鉴。
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