吡啶类化合物是一类广泛存在于自然界的含氮杂环化合物,而且是药物中普遍存在的结构部分,吡啶骨架结构广泛存在于药物分子中,具有多种重要的药理和生理活性。尽管已经有许多关于吡啶骨架化合物的合成研究工作,但是这些合成方法仍存在催化剂用量较大、底物范围较窄等不足,因此发展新的合成方法仍是化学合成工作者所面临的重大挑战。我们课题组继续对吡啶氮氧化物进行研究,选择噁唑酮作为亲核试剂,在手性硫脲的催化作用下,成功构建了一种同时拥有吡啶氮氧化物与五元氮杂环的新骨架,且该方法具有较好的对映选择性和非对映选择性。苯并呋喃的衍生物在天然产物和药理活性物质中普遍存在,同时含氮原子和氧原子的稠环结构又是药理活性化合物中的常见基团,因此开发有效的合成策略去合成含有苯并呋喃骨架的杂环化合物具有重要的意义。苯并呋喃衍生的氮杂二烯由于其芳构化的驱动力,在有机合成中表现出了很高的反应活性,尽管有许多关于氮杂二烯的1,4-共轭加成反应和环加成反应被报道出来,但是这些合成方法仍存在底物种类有限、催化体系较少等不足。在此研究背景下,我们课题组在前人的工作基础上,积极探索了有机催化氮杂二烯化合物与2-萘酚的不对称迈克尔加成反应,成功构建出了不同构型的高收率和高立体选择性的含有苯并呋喃骨架的手性三芳基杂环化合物。第一部分:此部分报道了手性硫脲催化剂催化的烯酰基-吡啶-氮氧化物与噁唑酮的不对称Michael加成反应。首先,我们对催化剂进行了筛选,在确定最佳催化剂后,对溶剂种类、催化剂用量等一系列反应参数进行优化并确定了最佳反应条件。接下来,对底物适用性进行了考察,该方法对不同取代的烯酰基-吡啶-氮氧化物与噁唑酮都能很好地兼容,目标产物收率为62-99%,ee值为84->99%,dr值为>20:1。通过此合成策略,我们成功构建了含有季碳手性中心的吡啶化合物,该目标产物还可能进一步转化为一些医药中间体,在工业领域具有潜在的应用价值。第二部分:此部分报道了手性硫脲催化剂催化的氮杂二烯与2-萘酚的不对称Michael加成反应。首先,我们对催化剂进行了筛选,在确定最佳催化剂后,对溶剂种类、溶剂用量、催化剂用量、反应时间、温度等一系列反应参数进行优化并确定了最佳反应条件。接下来,对底物适用性进行了考察,该方法对不同取代的氮杂二烯与2-萘酚都能很好地兼容,目标产物收率为60-99%,ee值为74-96%。通过此合成策略,当硫脲催化剂起介导作用时,我们可以构建出具有R构型的高收率和高立体选择性的含有苯并呋喃骨架的手性三芳基杂环化合物。第三部分:此部分报道了手性磷酸催化剂催化的氮杂二烯与2-萘酚的不对称Michael加成反应。首先,我们对催化剂进行了筛选,在确定最佳催化剂后,对溶剂种类、溶剂用量、温度等一系列反应参数进行优化并确定了最佳反应条件。接下来,对底物适用性进行了考察,该方法对不同取代的氮杂二烯与2-萘酚都能很好地兼容,目标产物收率为54-86%,ee值为61-99%。通过此合成策略,当手性磷酸催化剂起介导作用时,我们可以构建出具有S构型的高收率和高立体选择性的含有苯并呋喃骨架的手性三芳基杂环化合物。值得注意的是,该方法以不对称催化方式提供了获得多种光学活性三芳基甲烷的新途径。综上所述,我们已经成功开发了有机催化剂控制的氮杂二烯化合物与未保护的2-萘酚的不对称Michael加成反应。