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汤文军研究员,博导,课题组长
邮箱: tangwenjun@sioc.ac.cn
办公室电话: 021-54925515
地址:中科院上海有机化学研究所1号楼202
通讯地址: 上海市零陵路345号 200032


汤文军博士1974年10月出生于浙江余姚;1995年毕业于华东理工大学精细化工系;1998年于中国科学院上海有机化学研究所获硕士学位;2003年于美国宾夕法尼亚州立大学获博士学位;2003-2005 年在美国Scripps 研究所从事博士后研究;2005-2009年在美国Boehringer Ingelheim药业公司药物工艺部门(Chemical Development) 任高级科学家(Senior Scientist), 在2009-2011年间任首席科学家 (Principal Scientist);2011年7月起任中科院上海有机化学研究所研究员、课题组长;同时兼任上海科技大学物质学院教授、博导及华东理工大学药学院博导,于2012年2月入选第七批国家"千人计划(青年项目)",2015年获中国均相催化青年奖,2017年获国家杰出青年基金资助。2018年入选科技部中青年科技创新领军人才,2019年入选国家第四批"万人计划"

研究方向:
1. 发展高效、实用、绿色的催化反应方法学
过渡金属催化是当代有机合成化学中最活跃的领域之一。在过渡金属参与的催化反应中,过渡金属催化剂是整个反应过程的关键,而配体的特性包括电子效应,立体效应,和空间效应直接影响了催化剂的活性和选择性。手性膦配体的发展极大地推动了整个不对称催化领域。在过去的几年中,我们研究小组设计和发展了一系列有显著结构特征的P-手性膦配体在大位阻偶联、不对称偶联、不对称环化、以及不对称氢化中表现出优异的效率,为复杂天然产物和药物的高效合成提供了实用、绿色的催化反应方法学。


2. 复杂天然产物全合成
利用我们研究小组发展的合成方法学,开展对一些有重要生理活性天然产物的高效全合成或骨架合成,并进行相关药化研究。以下是我们研究小组已完成的一些天然产物。

3. 药物绿色合成
发展能工业化的、高效、经济的新反应或合成策略,实施对药物分子或农药的新工艺研究,非常愿意与有诚意的企业共同研发药物的绿色合成工艺。有合作意向者请联系汤文军研究员







汤文军课题组合影(2019.06.30)



课题组代表性成果:

1. 手性α-芳基羰基片段广泛存在于天然产物及药物分子结构中。高效合成手性α-芳基羰基片段一直是有机化学领域中的热点问题。我们提出大位阻P,P=O配体能有效抑制二次转金属:1)大位阻P,P=O配体中氧可以和钯中心有弱配位作用,导致二价钯物种C的位阻增大,提高了二次转金属中过渡态CD的能垒,从而可以有效抑制二次转金属;2)由于氧和钯中心的弱配位作用,大位阻P,P=O配体仍然有足够的活性实现烷基芳基的偶联;3)手性大位阻P,P=O配体能够实现不对称的烷基芳基偶联。我们因此发展了手性大位阻P,P=O配体L11并首次实现了钯催化α-溴代酰胺与芳基硼酸的不对称交叉偶联反应,催化剂当量最低可降至0.5 mol %。以N-CH(2-MeOPh)2作为酰胺取代基,醋酸钯和配体作为催化剂,在氟化钾的作用下能够以良好的收率和优秀的对映选择性得到手性的α-芳基酰胺类化合物。相关工作发表在《德国应用化学》上。
Li, B.; Li, T.; Aliyu, M. A.; Li, Z.; Tang, W.* Enantioselective Palladium-Catalyzed Cross-Coupling of a-Bromo Carboxamides and Aryl Boronic Acids.
Angew. Chem., Int. Ed. Just Accepted.[doi]

2

2. 在过渡金属参与的不对称催化反应中,过渡金属催化剂是整个反应过程的关键,而与过渡金属配位的手性配体直接影响了催化剂的活性和选择性。设计和发展结构特征新颖的配体对于发现新反应、提高现有反应的效率和实用性具有十分重要的意义。P-手性膦配体由于手性中心直接和过渡金属配位,所构筑的手性环境最靠近底物和反应中心,理论上最容易表现出优秀的选择性。然而,由于合成上的困难,P-手性膦配体的发展至今缓慢。本课题组在过去几年中致力于发展一类实用又高效的P-手性膦配体。本课题组介绍了如何从一个手性氧杂膦烷结构发展出一系列具有重要学术和应用价值的手性双膦和单膦配体的研究理念。这些膦配体具有构象单一、电性和位阻灵活可调、稳定可操作性强等特征。其中手性双膦配体MeO-BIBOP、WingPhos 和iPr-BABIBOP在不对称氢化和其他反应中表现出优秀的立体选择性和非凡的转化数,能用来合成各类手性中间体,具有重要的工业应用价值。以BI-DIME、AntPhos和iPr-BI-DIME为代表的P-手性联芳基单膦配体功能强大、应用性极广,在众多不对称催化反应中,尤其是高难度的不对称大位阻偶联中,表现出独特的效率和选择性。这些配体已经应用于许多复杂分子全合成和药物工艺研究中,可以预见这些配体在今后的不对称催化和药物工艺研究中将发挥更大的作用、展示更多的功能。
Xu, G., Chris H. Senanayake.; Tang, W.* P-Chiral Phosphorus Ligands Based on a 2,3-Dihydrobenzo[d][1,3]oxaphosphole Motif for Asymmetric Catalysis.
Acc. Chem. Res. 2019, 52, 1101−1112.[doi]

2

3. 苄位手性季碳中心结构广泛存在于众多天然产物及具有药物活性的分子结构中,然而此类手性骨架的高效合成一直以来是有机化学界中的难题。钯催化不对称α-芳基化反应是合成苄位手性季碳中心结构的较为理想而又简便的方法,但是现有合成方法仍然具有较大的局限性,尤其对具有较大位阻的芳基卤化物反应产率和立体选择性均不理想,限制了不对称α-芳基化反应在天然产物和药物分子合成中的广泛应用。我们小组成功地将手性BI-DIME配体应用于钯催化的大位阻α-芳基化反应中,在温和的反应条件以及较低的催化剂用量下,合成了一系列具有苄位手性季碳中心结构、大位阻的芳香环酮衍生物。并且我们以不对称α-芳基化反应为主要合成策略,从简单易得的原料出发仅5步实现了(-)-紫堇灵的高效不对称合成,并以3步反应制备了同样具有重要生理活性的deN-Corynoline,用4步合成了天然产物(+)-Sceletium A-4。此项工作近期发表在《德国应用化学》。
Rao, X(1st co-author).; Li, N(1st co-author).; Bai, H(1st co-author).; Wang, Z.; Tang, W.* Efficient Synthesis of (-)-Corynoline by Sterically Hindered Enantioselective Palladium-Catalyzed α-Arylation.
Angew. Chem., Int. Ed. 2018, 57, 12328 –12332.[doi]

2

4. 手性的α,α-二芳基酰胺结构广泛存在于天然产物和药物分子中,因此发展高效、实用的立体专一C(sp2)-C(sp3)偶联反应并用于手性α,α-二芳基酰胺结构的构建一直是有机化学领域中的重要研究课题。我们小组发展了一种高效的无金属参与的C(sp2)-C(sp3)偶联反应,首次以芳基硼酸作为亲核试剂对sp3杂化的碳原子进行SN2进攻,以温和的反应条件,较好的官能团兼容性顺利得到二芳基酰胺产物。并且,我们将该方法学应用在大麻素受体配体 CB1-receptor,抗抑郁活性分子(S)-diclofensine和降血脂药 implitapide关键中间体的合成中。此项工作近期发表在《德国应用化学》。
Tian, D(1st co-author).; Li, C(1st co-author).; Gu, G.; Peng, P.; Zhang, X.;* Tang, W.* Stereospecific Nucleophilic Substitution with Arylboronic Acids as Nucleophiles: A Crucial CONH Effect.
Angew. Chem., Int. Ed. 2018. 57, 7176-7180.[doi]

2

5. 联硼酸酯化合物作为制备芳基或烷基硼酸酯的重要合成原料广泛应用于工业中,然而利用其还原性在无过渡金属参与下实现碳碳键偶联则鲜有报道。利用简便易得的手性联硼酸酯实现高立体选择性的偶联反应将是很有吸引力的化学,而且具有实用价值。我们课题组首次发现联硼酸酯可以在温和条件下促进异喹啉的高效还原偶联,并高产率、高非对映选择性地实现了外消旋双异喹啉的制备;在此基础上,他们利用手性联硼酸酯,进一步实现了一系列手性双异喹啉类化合物的高对映选择性合成,底物适用范围广,官能团容忍性佳;通过一系列机理实验包括电子顺磁共振实验以及计算化学等,首次提出联硼参与的[3,3]- σ重排反应新模式,为进一步拓宽手性联硼酸酯介导的高立体选择性还原偶联反应提供理论基础。此项工作近期发表在美国化学会志上。
Chen, D.; Xu, G.; Zhou, Q.; Chung, L, -W.; Tang, W.* Practical and Asymmetric Reductive Coupling of Isoquinolines Templated by Chiral Diborons.
J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 9767-3363.[doi]

2

6. Dalesconol A和B是具有强免疫抑制作用的聚酮类天然产物,天然的Dalesconol A和B均为两个对映异构体的非消旋混合物,天然的混合物比光学纯的对映异构体具有更强的抗免疫活性。实现Dalesconol A和B的不对称合成不仅可进一步研究其光学纯化合物的生物活性,同时也可为开发相关类似结构的免疫抑制剂提供有效技术路线支持。我们课题组利用不对称去芳构偶联为主要合成策略仅用九步高效完成了Dalesconol A和B的首次不对称合成,该工作将积极推动新型免疫抑制剂的研究和发展。此项成果近期发表在美国化学会志上。此项工作近期发表在美国化学会志上。
Zhao, G(1st co-author).; Xu, G(1st co-author).; Qian, C.; Tang, W.* Efficient Enantioselective Syntheses of (+)-Dalesconol A and B.
J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 3360-3363. [doi]

2

7. 高效的立体专一C(sp2)-C(sp3)偶联反应对于天然产物和药物分子的合成具有重要意义,因此发展高效、实用的立体专一C(sp2)-C(sp3)偶联反应一直是有机化学领域中的重要研究课题。相比于传统的过渡金属催化饱受β氢消除问题困扰,以及传统的锂试剂或者格式试剂参与的SN2反应官能团兼容性较差等问题,我们小组发展了一种高效的无金属参与的C(sp2)-C(sp3)偶联反应,首次以硼酸作为亲核试剂对sp3杂化的碳原子进行SN2进攻,以温和的反应条件,较好的官能团兼容性顺利得到一系列立体专一的手性产物。此项工作近期发表在美国化学会志上。
Li, C.; Zhang, Y.; Sun, Q.; Gu, T.; Peng, H.; Tang, W.* Transition-Metal-Free Stereospecific Cross-Coupling with Alkenylboronic Acids as Nucleophiles.
J. Am. Chem. Soc.
2016, 138, 10774-10777. [doi]

2

8. 许多具有生物活性的天然产物或药物含有手性的1,4-苯并二氧六环或苯并吡喃单元。因此,不对称合成手性1,4-苯并二氧六环或苯并吡喃单元获得了极大的关注。钯催化的烯烃芳氧基芳基化反应是含有端位烯烃的苯酚和芳基卤化物之间的偶联反应。该反应的优点是能从简单易得的原料直接合成2-取代苯并吡喃单元。然而对映体选择性的烯烃芳氧基芳基化反应至今未能实现,关键的问题还是缺少一个理想的手性催化剂。课题组设计开发了新型的单膦配体首次实现了高立体选择性的烯烃芳氧基芳基化反应,实现了对一系列1,4-苯并二氧六环或苯并吡喃以及苯并异噁嗪的高立体选择性合成。此项工作近期发表在《德国应用化学》。
Hu, N.; Li, K.; Wang, Z.; Tang, W.* Synthesis of Chiral 1,4-Benzodioxanes and Chromans by Enantioselective Palladium-Catalyzed Alkene Aryloxyarylation Reactions.
Angew. Chem., Int. Ed.
2016, 55, 5044–5048. [doi]


9. 手性二(杂)芳基叔醇是许多重要生物活性分子或药物的结构片段。例如组胺H1受体拮抗剂卡比沙明,抗抑郁药物艾司西酞普兰和生长激素SM-130686都具有这类手性三级醇的关键结构。一个最理想、经济和环境友好的合成方法是芳基硼试剂对简单酮的不对称加成。然而,这个加成反应的活性和对映选择性问题仍然是一个长期未能解决的难题。我们认为解决这个反应的关键还是在于配体。而一个恰当的配体不仅能够提供很高的立体选择性,又能提高反应速率。课题组发展的WingPhos能很高效地解决这个问题。在该配体的铑催化剂作用下,一系列手性二芳基或杂环芳基叔醇均以高产率和高立体选择性地得到。课题组利用该方法学首次发展了一个高效、高立体选择性地合成艾司西酞普兰的全新路线。该工作近期发表在《德国应用化学》。
Huang, L.; Zhu, J.; Jiao, G.; Wang, Z.; Yu, X.; Deng, W.-P.;* Tang, W.* Highly Enantioselective Rhodium-Catalyzed Addition of Arylboroxines to Simple Aryl Ketones: Efficient Synthesis of Escitalopram.
Angew. Chem., Int. Ed.
2016, 55, 4527–4531 [doi]


10. 手性α-氨基三级硼酸酯不仅可以作为药物化学中重要的药效基团,而且是很有用的手性中间体。利用不对称催化合成这类化合物的方法仍未报道。α-芳基烯酰胺的不对称硼氢化研究中,我们采用BI-DIME为手性配体 ,首次高立体选择性、高区域选择性地制备了一系列手性α-氨基三级硼酸酯,为药物化学和合成化学提供了重要的手性片段 。此项工作近期发表在美国化学会志上。
Hu, N(1st co-author).; Zhao, G(1st co-author).; Zhang, Y.;  Liu, X.; Li, G.; Tang, W.* Synthesis of Chiral α-Amino Tertiary Boronic Esters by Enantioselective Hydroboration of α-Arylenamides.
J. Am. Chem. Soc.
2015, 137, 6746-6749. [doi]



11. 发展新型、高效的反应方法学实现对具有重要生理活性天然产物和药物的绿色合成是我们小组的重要研究目标。在发展新型的不对称交叉偶联反应方法学方面,我们小组设计和发展了一个分子内两芳基间的不对称去芳构偶联,实现了对含有手性季碳中心的菲酮类三环结构的高效不对称构筑,并为萜类天然产物和甾体类药物分子高效合成提供了新的思路。该方法学成功地运用于贝壳杉烯的手性中间体、同化激素宝丹酮和二萜天然产物陶塔二酚的全合成。此项工作近期将发表于《德国应用化学》。
Du, K.; Guo, P.; Chen, Y.; Cao, Z.; Tang, W*. Enantioselective Palladium-Catalyzed Dearomative Cyclization for Efficient Synthesis of Terpenes and Steroids.
Angew. Chem., Int. Ed.
2015, 54, 3033-3037. (hot paper,highlighted by Synfacts ). [doi]


12. 在大位阻交叉偶联方面,本组着力发展大位阻芳基烷基间交叉偶联。针对烷基中β氢存在易发生β氢消除这个科学难题,创新性地发展了P,P=O配体,实现了对大位阻芳基和非环状仲烷基之间的交叉偶联,并有效抑制了还原和异构化问题。该方法可以应用于棉酚的新型合成中。此项工作近期将发表于《德国应用化学》。
Li, C.; Chen, T.; Li, B.; Xiao, G.; Tang, W*. Efficient Syntheses of Sterically Hindered Acyclic Secondary Alkyl Arenes by Suzuki-Miyaura Cross-Couplings.
Angew. Chem., Int. Ed
. 2015, 54, 3792-3796. [doi]

13. 联苯环辛二烯类木脂素具有丰富的生理活性,是一类重要的天然产物,在我国中草药中广泛存在,如五味子素。我们对该骨架的高效构筑感兴趣,因此首次发展了一个高效的镍催化炔铜还原环化的反应。利用本小组发展的手性配体,我们高效地合成了一系列含手性叔醇的呋喃类化合物,并实现了联苯环辛二烯骨架的高效构筑。此项工作近期将发表于《德国应用化学》。
Fu, W.; Nie, M.; Wang, A.; Tang, W*. Highly Enantioselective Nickel-Catalyzed Intramolecular Reductive Cyclization of Alkynones.
Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 2520-2524. (highlighted by Synfacts). [doi]

14. 本组利用底物间极性-π次级作用,发展了更实用、官能团兼容性更强、高立体选择性的不对称Suzuki-Miyaura偶联催化体系。结合课题组发展的不对称氢化技术,首次成功地应用于手性联芳基类天然产物科鲁普钩枝藤碱A和B、以及马歇尔碱B的高效合成。该方法极有希望应用于一系列手性联芳基类天然产物的简便合成。此项工作近期以封面文章发表在美国化学会志上。
Xu, G.; Fu, W.; Liu, G.; Senanayake, C. H.; Tang, W*. Efficient Syntheses of Korupensamines A, B and Michellamine B by Asymmetric Suzuki-Miyaura Coupling Reactions"
J. Am. Chem. Soc.
2014, 136, 570–573(highlighted as JACS Cover Paper, by Synfacts).[doi]



15. 手性β-芳基胺结构广泛存在于药物分子和具有重要生理功能的天然产物中。例如,前列腺增生治疗药西洛多辛(Silodosin)和坦索罗辛(Tamsulosin),慢性阻塞性肺炎治疗药福莫特罗(Arformoterol),帕金森症治疗药物罗替戈汀(Rotigotine)和具有抗HIV活性的科鲁普钩枝藤碱A(Korupensamine A)的分子结构均具有这个重要手性片段。因此,寻找和发展高效的手性β-芳基胺结构的合成新方法一直是个研究热点。利用不对称氢化还原合成(E)-β-芳基烯酰胺是一个简单易得的、很有吸引力和实用价值的方法,但现有的催化体系缺乏足够的效率。 本课题组采用设计深手性口袋膦配体的新思路,发展了C2-对称的新型手性双齿膦配体—WingPhos。其铑复合物在 (E)-β-芳基烯酰胺的不对称氢化中表现出高达99%的对映体选择性和10,000转化数的催化效率。不仅如此,该催化剂在不对称氢化环状以及杂环状β-芳基烯酰胺中表现出很高的效率。该方法可以用来高效合成一系列重要的手性β-芳基胺药物中间体和天然产物的手性片段。此项工作近期将发表于《德国应用化学》。
Liu, G.; Liu, X.; Cai, Z.; Jiao, G.; Xu, G.; Tang, W*. Design of Phosphorus Ligands with Deep Chiral Pockets: Practical Synthesis fo Chiral β-Arylamines by Asymmetric Hydrogenation.
Angew. Chem., Int. Ed.2013, 52, 4235-4238 (Highlighted in Chin. J. Org. Chem.; Chemistry Portal Highlights).[doi]


16. BI-DIME作为一个单膦配体结构特点新颖,活性高,在钯催化交叉偶合上表现出广谱的应用性,对位阻很大的底物表现出特效性。此项工作发表于《德国应用化学》, 受到了很大的国际关注。该论文在2010年11月被国际引文杂志 SYNFACTS选为 SYNFACT of the month,迄今为止被引用次数达66次。
Tang, W.*; Wei, X.; Li, W.; et.al. A General and Special Catalyst for Suzuki-Miyaura Coupling Processes.
Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 5879-5883. (Highlighted as;Synfact of the month; by Synfacts in Nov. 2010). [doi]

 





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