石枫教授课题组2016年代表性科研成果简介

发布时间:2016-12-30  访问次数:728

         2016年,石枫教授课题组主要围绕靛红和吲哚衍生物参与的催化不对称反应开展了系列研究工作,构建了多种具有重要生物活性的手性杂环骨架,代表性工作简介如下:

(一)靛红及其衍生物参与的催化不对称反应

1. 通过靛红亚胺参与的加成反应构建手性3-氨基-2-氧化吲哚骨架

通过手性磷酸催化下环状烯胺酮对靛红衍生的亚胺的对映选择性加成反应,首次实现了3-取代的3-氨基-2-氧化吲哚骨架的催化不对称构建,并且获得了高的收率和优秀的对映选择性(up to 99% yield, 97% ee)。该方法可用于大量合成该类产物,并且能够保持高的对映选择性。该反应不仅为对映选择性构建3-取代的3-氨基-2-氧化吲哚骨架提供了一种有效的方法,而且丰富了靛红衍生的亚胺参与的催化不对称加成反应的研究内容。更重要的是,通过对产物的细胞毒活性研究,发现了一些产物对A549786-0ECA109BT474肿瘤细胞具有中等到强的细胞毒活性。该工作主要由2013级本科生周璐佳完成,成果以外封面文章发表在Advanced Synthesis & Catalysis, 2016, 358, 3069SCI一区,IF=6.453)。

  

2. 通过靛红亚胺参与的[3+2]环加成反应构建手性咪唑烷螺氧化吲哚骨架

采用亚胺作为亲1,3-偶极体与甲亚胺叶立德发生催化不对称1,3-偶极环加成反应,可以构建广泛存在于天然产物或药物分子中的高光学活性的咪唑烷骨架。为了实现这一目标,我们探索了原位生成的甲亚胺叶立德与靛红亚胺的反应,发现在手性布朗斯特酸催化下,发生了一类反常化学选择性的催化不对称1,3-偶极环加成反应,高效构建了具有潜在生物活性的咪唑烷螺氧化吲哚骨架,并获得高的非对映和对映选择性(up to 97:3 er, all >95:5 dr)。通过对反应机理的研究,发现该反应经历了一个串联反应的历程,不同于以前文献中所报道的1,3-偶极环加成反应。该反应不仅实现了首例甲亚胺叶立德与靛红亚胺的反常化学选择性的催化不对称1,3-偶极环加成反应,也首次实现了咪唑烷螺氧化吲哚骨架的对映选择性构建。该工作主要由2012级本科生王悦明完成,成果以内封底文章发表在Chem. Commun. 2016, 52, 1804 SCI一区,IF=6.567)。

  

3. 通过靛红参与的[4+2]串联环化反应构建手性氧化吲哚螺二氢异香豆素骨架

为了构建手性氧化吲哚螺二氢异香豆素骨架,我们发展了一种手性有机小分子催化的方法,实现了该类骨架的高效、高立体选择性构建(up to 99%, all >95:5 dr, up to 99% ee)。该方法利用了手性硫脲-叔胺催化下靛红与可烯醇化的环状酸酐的[4+2]串联环化反应,具有广泛的底物适用范围,并且可以在较低的催化量下进行。该反应不仅为构建手性氧化吲哚螺二氢异香豆素骨架提供了一种高效的方法,而且丰富了催化不对称串联反应和对映选择性构建氧化吲哚螺环骨架的研究内容。该工作主要由2015级研究生吴迦勒完成,成果发表在Advanced Synthesis & Catalysis, 2016, 358, 2777SCI一区,IF=6.453)。

  

  

(二)吲哚衍生物参与的催化不对称反应

1. 通过2-吲哚甲醇参与的[3+3]环加成反应构建手性四氢-γ-咔卟啉骨架

    为了构建具有重要生物活性的手性四氢-γ-咔卟啉骨架,我们采用2-吲哚甲醇作为3C合成子,与甲亚胺叶立德在手性磷酸催化下,发生了对映选择性和区域选择性的[3+3]环加成反应,实现了对该骨架的高效高立体选择性构建(up to 83% yield, 99:1 er)。该反应不仅为构建手性四氢-γ-咔卟啉骨架提供了高效的方法,同时首次实现了2-吲哚甲醇作为3C合成子在催化不对称环加成反应中的应用。该工作主要由2014级研究生孙晓雪完成,成果作为“frontpiece paper”发表在Chemistry - A European Journal, 2016, 22, 17526 (SCI二区,IF=5.771)

  

2. 通过2-吲哚甲醇参与的[3+2]环加成反应构建手性环戊烷并吲哚骨架

    实现了第一例2-吲哚甲醇与3-吲哚烯的催化不对称[3+2]环加成反应,该反应主要利用了手性磷酸催化下C3-未取代的2-吲哚甲醇可以作为催化不对称环加成反应中的3C合成子。通过这个策略,高产率、高非对映选择性和对映选择性地构建了具有重要生物活性的手性环戊烷并吲哚骨架(up to 99%, >95:5 dr, 96:4 er)。该反应不仅代表了第一例C3-未取代的2-吲哚甲醇参与的催化不对称[3+2]环加成反应,并且为构建手性环戊烷并吲哚骨架提供了简便高效的方法。该工作主要由2015级研究生朱子琦完成,成果发表在Advanced Synthesis & Catalysis, 2016, 358, 3797SCI一区,IF=6.453)。

3. 通过3-吲哚烯参与的[3+2]串联环化反应构建手性2,3-二氢苯并呋喃骨架

    为了构建连有吲哚母核的手性2,3-二氢苯并呋喃骨架,我们采用3-吲哚烯作为一类高反应活性的烯烃,采用手性螺环磷酸作为高效的手性催化剂,实现了第一例醌亚胺单酮与烯烃的催化不对称[3+2]串联环化反应,高化学选择性、高非对映选择性和对映选择性地构建了具有重要生物活性的手性2,3-二氢苯并呋喃骨架(up to 99% yield, >95:5 dr, 96:4 er)。该反应不仅为醌亚胺单酮在不对称催化合成手性杂环化合物方面的应用提供了一个很好的例子,同时为构建光学活性的连有吲哚母核的手性2,3-二氢苯并呋喃骨架提供了一种高效的有机小分子催化的策略。该工作主要由2014级研究生孙晓雪完成,成果发表在Chemical Communications, 2016, 52, 2968SCI一区,IF=6.567)。

  

  

  

  

 

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