5.9 环状亚胺的不对称催化氢化
环状亚胺的不对称氢化无疑是制备手性含氮杂环化合物较简便的方法之一。但相对于酮来说，亚胺化合物不稳定、易分解，并且底物及产物对催化剂有很强的毒化作用，因此亚胺底物的不对称氢化直到最近才取得较大的进展。2011年，范青华等使用手性二胺钌配合物催化剂，实现了一系列N-烷基的简单五元环、六元环、七元环亚胺31的不对称氢化反应（图5-16）[32]。通过在反应体系中原位添加（Boc）2O来对产物进行保护，抑制了产物对催化剂的毒化作用，使得该催化体系对各类取代基的底物都有很好的适用性，获得了高达98%的对映选择性。此外，环内磺酰亚胺的不对称氢化反应也同样获得了优异的结果[33]。
图5-16 手性二胺钌配合物催化简单环状亚胺的不对称氢化反应
随后，他们进一步将手性二胺钌配合物应用于更具挑战的卓类化合物的不对称氢化反应，首次实现了对2，4-二取代-2，3，4，5-四氢-1H-苯并二氮杂卓类手性杂环化合物33的高效不对称合成，对映选择性高于99%，非对映选择性高于20∶1（图5-17）[34]。值得一提的是，催化剂抗衡阴离子能够对氢化产物的对映选择性和非对映选择性产生显著影响。尤其是对于2，4-位芳基取代底物33而言，通过简单改变催化剂的非手性抗衡阴离子，可以实现对产物立体构型的选择性控制。以非极性的二氯甲烷作为反应溶剂，当催化剂阴离子为磷酸阴离子和BArF－时，分别得到构型相反的氢化产物。进一步的控制实验揭示，当使用磷酸阴离子时，它参与反应过渡态的形成，C—H…π作用在并环的苯环上，获得（S，S）-构型的氢化产物；当使用弱配位能力的BArF－时，它不参与过渡态的形成，C—H…π作用在取代基苯环上，获得（R，R）-构型的氢化产物。而当2，4-位取代基为烷基时，无论是磷酸阴离子还是BArF-，均获得（R，R）-构型的氢化产物。这种罕见的抗衡阴离子诱导的手性反转现象是不对称氢化领域的首次报道，并为从单一手性源出发、获得高光学纯的一对对映异构体提供了新的途径。
图5-17 手性二胺钌配合物催化2，4-二取代-2，3，4，5-四氢-1H-苯并二氮杂卓的不对称氢化反应
他们采用同样的手性二胺钌配合物作为催化剂，进一步考察了一系列的苯并单氮杂卓35、2，2，4-三取代-1，5-苯并二氮杂卓36和1，5-苯并二氮杂卓-2-酮37的选择性催化不对称氢化，均获得了非常优秀的结果（图5-18）[35]。研究还发现，在以上三类芳基取代的苯并氮杂卓底物的不对称氢化反应中，通过改变催化剂的非手性阴离子，同样能够实现对产物绝对构型的选择性控制。
图5-18 手性二胺钌配合物催化苯并氮杂卓衍生物的不对称氢化反应
2014年，范青华等使用手性二胺钌配合物作为催化剂，实现了一系列3-芳基[1，4]苯并嗪类环状亚胺38的不对称氢化反应，以优异的收率和对映选择性合成了一系列手性3-芳基取代-3，4-二氢-2H-[1，4]苯并嗪化合物39（图5-19）[36]。值得一提的是，在3-苯乙烯基[1，4]苯并嗪类环状亚胺40的不对称氢化反应中，催化剂阴离子可以有效调控反应的区域选择性，当使用（4-MeO-C6H4）2PO2阴离子催化剂时，可以高区域选择性和高对映选择性地得到3-芳基乙烯基-3，4-二氢-2H-[1，4]苯并嗪化合物41。
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图5-19 手性二胺钌配合物催化[1，4]苯并
嗪衍生物的不对称氢化反应
杜海峰等使用B（C6F5）3作为催化剂，在温和条件下成功实现了3-取代2H-1，4-苯并
嗪38的不对称氢化反应，以优异的收率合成了一系列的3，4-二氢-2H-1，4-苯并
嗪衍生物39。对于3，4-二取代的底物，可以得到单一的顺式产物。通过使用手性联萘骨架二烯和HB（C6F5）2的原位硼氢化产物作为催化剂，实现了这类化合物的手性合成，并且可以获得中等的对映选择性（图5-20）[37]。
图5-20 手性FLPs催化[1，4]苯并
嗪衍生物的不对称氢化反应
联苯吖庚因是一类同时具有中心手性和可转换轴手性的含氮七元环化合物，因其潜在的生物活性及在有机小分子催化中的应用前景而受到关注，但该类化合物的不对称合成方法却鲜有报道。最近，范青华等利用手性二胺钌催化体系，实现了一系列5-烷基联苯吖庚因亚胺42、5-芳基联苯吖庚因亚胺43和5，7-二甲基联苯吖庚因亚胺的不对称氢化反应，并获得了优异的立体选择性[38]（图5-21）。同时，他们还进一步发展了一锅两步还原胺化策略，实现了手性N-芳基联苯吖庚因44的不对称合成，为手性联苯吖庚因化合物的不对称合成提供了一个高效、简便的新方法（图5-22）。
图5-21 手性二胺钌配合物催化联苯吖庚因亚胺衍生物的不对称氢化反应
图5-22 手性二胺钌配合物催化的一锅两步还原胺化反应
