手性多环吲哚化合物及手性胺类化合物普遍存在于天然产物及生物活性分子中,因此发展高效的方法来构建这些手性化合物一直是十分重要的课题。本文介绍了含吲哚结构的手性多环化合物及一些结构特殊的手性胺类化合物的不对称催化合成方法,主要采用过渡金属催化策略,高效地合成了手性多环吲哚、β-偕芳基取代磺酰亚胺、手性季碳α,α-烯丙基胺、手性1,3-丙二胺、手性α,α-二取代α-氨基酸等多种结构重要的化合物。1.手性多环吲哚化合物的催化不对称合成研究手性多环吲哚是一类重要的杂环结构单元,其中2,3-二氢吡咯并[1,2-a]吲哚、环戊二烯并[b]吲哚骨架在有机合成和药物化学中应用较为广泛。我们设计了一类2-吲哚丙烯酸酯的底物,发展了高效的铑/[3.3.0]双烯配体催化体系,成功实现了芳基硼酸对2-吲哚丙烯酸酯底物的不对称1,4-加成反应,以优秀的收率和对映选择性得到相应的芳基化产物。这种催化体系同样适用于苯并呋喃、苯并噻吩丙烯酸酯,以及3-吲哚丙烯酸酯的底物。我们利用吲哚N1、C3位点的亲核特性以及酯基官能团的多变性,通过位点选择性地分子内环化反应,简单灵活地实现了多种不同类型的手性三环吲哚化合物的构建。2.基于配体调控的位点选择性加成构建手性偕二芳基磺酰亚胺和含季碳手性烯丙胺化合物铑催化的有机硼试剂对缺电子烯烃、亚胺、酮的不对称加成反应是构建碳碳键的重要方法。α,β-不饱和亚胺是一类比较特殊的底物,同时含有1,4-及1,2-加成反应位点。我们利用C₁-对称的手性[2.2.2]双烯配体和手性硫烯配体进行反应区域选择性调控,在铑催化下成功实现了芳基硼酸对α,β-不饱和五元环状磺酰亚胺选择性的不对称1,4-/1,2-加成反应,以优秀的收率和对映选择性构建了多种β-偕芳基取代的磺酰亚胺和α,α-双取代手性烯丙基胺类化合物。此外,加成产物通过简单的衍生化可得到一系列含多种取代基的手性胺类衍生物。在进一步的生物活性测试中,我们发现1,4-加成产物β-偕芳基取代的磺酰亚胺在人非小细胞肺癌细胞抗肿瘤生物活性体外筛选试验中表现出一定的抑制活性。我们对其进行结构改造,目前得到最好的细胞水平抑制活性IC₅₀为300 nM,进一步的改造及机理研究仍在进行中。3.手性1,3-丙二胺类化合物的催化不对称合成研究手性1,3-丙二胺大量存在于天然产物、生物活性化合物和药物分子中,也可用作手性辅剂和配体,在有机合成和药物化学中得到了广泛的研究。我们课题组通过1,2,5-噻二唑-1,1-二氧化物环状亚胺的不对称1,2-芳基化反应成功构建了多种手性1,2-双胺化合物,基于此我们考虑在底物中增加一个碳,设计合成了1,2,6-噻二唑-1,1-二氧化物的环状亚胺底物,在铑/支链硫烯配体催化下以优秀的收率和高达99%的ee值得到1,2-加成产物。随后我们利用手性中心的影响和烯胺结构的多变性,通过一系列转化合成了多种常规方法难以得到的开链和环状手性1,3-丙二胺类化合物,为结构多样的手性1,3-丙二胺的合成提供了新方法。4.环状磺酰亚胺酯的不对称加成反应构建手性季碳氨基酸衍生物高光学活性的手性α,α-二取代α-氨基酸化合物是许多生物活性分子中常见的结构片段。我们设计合成了一种新型的1,2,6-噻二唑-1,1-二氧化物六元环状磺酰亚胺酯的底物,探讨了铑和钯催化下芳基硼酸对这类底物的不对称1,2-加成反应。该反应催化效率高,底物适用范围广泛,相应的α,α-芳基酯基磺内酰胺产物对映选择性高达99.9%。加成产物经氢化还原、开环酯化两步反应即可得到几乎光学纯的五元环内酰胺的结构片段,是选择性的肿瘤坏死因子转移酶抑制剂BMS-561392手性结构单元的类似物。