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18August2017

Prof. Qi-Lin Zhou's Research Group

周其林教授课题组主页

Congratulations to Mr. Bo zhang and Mr. Li-jie Cheng on receiving their Ph.D. degree!

Congratulations to Mr. Bo zhang and Mr. Li-jie Cheng on receiving their Ph.D. degree!

Graduates

 Mr. Bo Zhang

Bo Zhang, Shou-Fei Zhu*, and Qi-Lin Zhou*,Copper-catalyzed benzylic oxidation of C(sp3)-H bonds, Tetrahedron. 201369, 2033-2037.

博 士 学 位 论 文

铜催化烯丙位和苄位碳氢键的选择性氧化反应研究

Copper-catalyzed selective oxidations of allylic and benzylic C–H bonds

摘  要

      碳氢键在有机化合物中广泛存在,碳氢键的直接官能团化能够由碳氢键直接构筑所需的官能团。碳氢键官能团化反应为化石资源的有效利用提供了一条最直接的途径,也为构筑复杂化合物分子提供更为简单和原子经济性的合成路线。因此发展高效的碳氢键的直接官能团化反应,不但具有非常重要的理论研究意义,其潜在的应用前景也十分广阔。但是由于碳氢键非常稳定,这类反应的活性和选择性一直是难以解决的问题。虽然最近几十年碳氢活化研究领域已经取得了一些重要进展,但是从总体上讲成功的方法还很有限,其中的一些体系还比较复杂,底物的适用范围还需进一步扩大,反应的选择性仍需提高。本文发展了铜催化的烯丙位和苄位碳氢键的选择性氧化反应,实现了在氧化条件下烯丙位和苄位碳氢键的选择性官能团化,为由烃类化合物构筑烯丙醇、苄醇及其衍生物提供了新的方法。

      本文设计合成了一系列含氮手性螺环配体,并使用这些手性配体和铜的络合物作为催化剂,完成了对环状烯烃的不对称烯丙位氧化反应。在使用铜和手性螺环双噁唑啉配体的络合物作为催化剂时,获得了较高的反应活性和高达87% ee的对映选择性。

      本文还使用铜和手性螺环双噁唑啉配体的络合物作为催化剂,完成了对链状烯烃的不对称烯丙位氧化反应,取得了较高的区域选择性(20:1)和最高达67% ee的对映选择性。这是链状烯烃不对称烯丙位氧化反应最好的结果之一,其反应条件温和,底物适用性广,为由链状烯烃合成手性烯丙醇及其衍生物提供了直接的方法。

      此外,我们使用铜和喹啉亚胺配体的络合物作为催化剂,完成了选择性苄位氧化反应,使反应停留到苄醇(酯)阶段,而不再继续氧化为苄位羰基化合物。反应的化学选择性很高,醇(酯)/酮的比例高达16.8:1。该反应为合成有用的苄醇及其衍生物提供了全新的方法。机理研究表明,反应经历了类似烯丙位氧化的机理。正是由于选择了合适的金属和氧化剂,使得反应表现出很高的选择性。

      总之,我们发展了一系列铜催化的烯丙位和苄位碳氢键的选择性氧化反应,并对反应的选择性控制进行了系统研究,实现了由简单烃类化合物直接合成重要的醇类化合物,具有重要的理论意义和潜在的应用前景。

 

      关键词:铜,氮配体,碳氢键官能团化,不对称烯丙位氧化反应,苄位氧化反应

 


 Mr. Li-Jie Cheng

2004.9 - 2008.6     Hebei University, College of Chemistry & Environmental Science, B. S.

2008.9 - Now         Nankai University, SKLEOC, Ph. D.

E-Mail:  This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Li-Jie Cheng, Jian-Hua Xie*, Yong Chen, Li-Xin Wang, Qi-Lin Zhou*, Enantioselective Total Synthesis of (-)-Δ8-THC and (-)-Δ9-THC via Catalytic Asymmetric Hydrogenation and SNAr Cyclization,Org. Lett. 201315, 764-767.

Li-Jie Cheng, Jian-Hua Xie*, Li-Xin Wang, Qi-Lin Zhou*, Enantioselective Synthesis of (-)-CP-55940 via Ruthenium-Catalyzed Asymmetric Hydrogenation of Ketone, Adv. Synth. Catal. 2012354, 1105 – 1113

博 士 学 位 论 文

α-芳基环己酮类化合物的不对称催化氢化及其在全合成中的应用

Asymmetric Hydrogenation of a-arylcyclohexanones and Its Application to Total synthesis

摘要

      发展高效、高选择性的不对称催化反应,并实现具有生物活性的天然产物的不对称催化合成是有机合成化学领域的前沿和热点之一。虽然消旋a-取代酮的不对称催化氢化反应已成为合成手性醇的高效方法,但基于该高效不对称合成方法实现天然产物的不对称合成仍然是一个非常有意义,但也充满挑战的研究课题。本论文基于消旋a-芳基取代环己酮类化合物不对称催化氢化反应,开展了对大麻素类化合物CP-55940﹑∆9-THC和∆8-THC以及吲哚生物碱(+)-hapalindole Q的不对称催化全合成研究。

      论文选取大麻素受体激动剂(–)-CP-55940为模板分子,建立了a-芳基取代1,4-环己二酮单缩酮的合成方法,发现手性螺环双膦-钌-双胺催化剂对这类化合物的不对称催化氢化非常有效,给出了高达99.3% ee的对映选择性和大于99:1的顺式选择性;基于该高效手性醇合成新方法和自由基烯丙基化反应为关键步骤,以间甲氧基苯甲醛为起始原料,经过十四步反应,以14.6%的总收率完成了(–)-CP-55940的不对称合成;随后,开展了四氢大麻酚∆9-THC和∆8-THC的不对称合成研究,通过对含氟芳基取代1,4-环己二酮单缩酮不对称催化氢化反应以及分子内SNAr取代关环反应构筑苯并吡喃的方法,最终以十四步反应30%的总收率和十三步反应35%的总收率分别完成了四氢大麻酚∆9-THC和∆8-THC的不对称全合成。

      采用手性螺环双膦-钌-双胺催化剂,建立了a-吲哚-b-酯基环己酮的动态动力学拆分的不对称催化氢化反应,实现了含有三个连续手性中心环己醇的不对称合成,反应的收率和对映选择性分别达到95%和96% ee。这是首次实现b-位含有酯基的消旋a-芳基取代环己酮动态动力学拆分的不对称催化氢化反应。以该高效氢化反应所得的手性醇为关键中间体,经过十三步反应,以6%的总收率完成了吲哚类生物碱(+)-hapalindole Q的不对称全合成。

      关键词:不对称催化氢化,(–)-CP-55940,∆8-THC和∆9-THC,(+)-hapalindole Q