氨基修饰β-环糊精衍生物水相仿生催化不对称Michael加成反应（英文）

发布时间：2019-11-02 23:05

【摘要】：在不对称Michael加成反应中,有机小分子如伯胺、吡咯烷类衍生物、(硫)脲类、手性方酰胺、联萘类、奎宁类、手性膦、离子液体和肽类等是目前使用的主要催化剂,如果能避免或少量使用有机溶剂,则更符合"绿色化学"的环境友好发展方向.β-环糊精的内腔疏水,而外部亲水,可以类似酶分子结合有机反应物,在水相体系进行催化反应.当β-环糊精分子上连接催化部位或结合部位时,能产生更优异的包结底物和诱导对映选择性的能力.目前基于β-环糊精衍生物构筑人工类酶催化剂用于不对称Michael加成反应的报道较少.本文通过亲核取代反应将氨基类有机小分子与单(6-O-p-甲苯磺酰基)-β-环糊精结合,得到9个氨基修饰β-环糊精衍生物CD-1 CD-9(收率在24.2% 64.9%,分子结构通过~1H NMR,~(13)CNMR和ESI-MS表征确认),并用于室温水相体系不对称Michael加成的仿生催化反应,以期获得较好的催化反应活性和对映选择性.通过设计不同β-环糊精衍生物的修饰基团结构、改变反应介质pH值和反应底物结构,分析了Michael加成反应体系产物产率和对映选择性的变化,采用2D-~1HROESY NMR、紫外吸收光谱、红外光谱和和量子化学计算,分析了β-环糊精衍生物和反应底物分子的包结状态,探究了反应过程机理.结果显示,在该水相体系中进行的不对称Michael加成反应产物产率和对映体过量值(ee值)受修饰基团结构、反应介质pH值和底物结构影响较大.当反应介质pH值低于6.0时,由于氨基分子被质子化而失去催化活性;当pH值为7.5时,获得中等水平的对映选择性,通过量子化学在ONIOM(B3LYP/6-31G(d):PM3)水平上的优化计算发现,底物分子与β-环糊精衍生物的包结可以出现两种形式:当底物分子的活性部位接近β-环糊精衍生物小口端的修饰基团时,产生分子内催化,诱导反应产生较好的对映选择性;当底物分子的活性部位远离β-环糊精衍生物小口端的修饰基团时,产生分子间催化,几乎没有对映选择性,而这两种情况同时存在.当底物分子以较大的空间位阻与β-环糊精疏水性空腔结合时,产生较好的对映选择性,邻位取代的2-硝基-β-硝基苯乙烯比对位取代的4-硝基-β-硝基苯乙烯ee值更高,通过量子化学优化计算证实空间位阻效应.应用2-金刚烷酮与β-环糊精衍生物空腔形成竞争性的包结反应实验,产物产率和ee值都下降,说明β-环糊精衍生物的疏水性空腔是产生不对称诱导和催化活性不可或缺的部分,底物分子与β-环糊精衍生物的包结过程通过2D-~1HROESYNMR和紫外吸收图谱获得确认.其中L-2-氨甲基吡咯烷修饰β-环糊精CD-1表现出较好的反应对映选择性,在溶剂(pH=7.5,0.5mol/LCH_3COONa-HCl)2mL,环己酮2mmol,2-硝基-β-硝基苯乙烯0.2mmol,CD-1用量0.04mmol,25°C反应96.0h的条件下,环己酮与2-硝基-β-硝基苯乙烯Michael加成产物的ee值达71%,产率为47%.该反应过程在β-环糊精衍生物的疏水性空腔内进行,修饰基团L-2-氨甲基吡咯烷与环己酮形成烯胺的催化反应.

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 孙立水;高强;李荣勋;;酯酶和脂肪酶对映选择性的改进技术[J];化工技术与开发;2008年02期

2 杨祖幸,刘丽,程勇,王玉良,陈淑华,甘亚,吕丁;二聚炔雌醇分子钳对氨基酸的对映选择性识别[J];四川大学学报(自然科学版);2000年03期

3 史建俊,刘均洪;低温方法改进脂肪酶催化反应中对映选择性的研究进展[J];云南化工;2005年02期

4 赵志刚;石云;曾碧涛;;手性芳酰胺类分子钳对氨基酸衍生物的对映选择性识别[J];化学研究与应用;2008年02期

5 阳年发,林永成,杨利文,曾陇梅;磺酰氨基酸钛配合物对Diels-Alder反应的对映选择性催化作用[J];有机化学;2000年03期

6 顾文鑫,武同兴,陈小川,潘鑫复;(2R,3R)-和(2S,3S)-2-(4-羟基-3-甲氧基)-3-羟甲基-1,4-苯并二氧六环-6-醛的对映选择性合成[J];高等学校化学学报;2001年01期

7 倪承燕;李文科;何龙;刘全忠;康泰然;;二乙基锌对原位产生吲哚亚胺的对映选择性加成反应[J];有机化学;2012年12期

8 阳年发,杨利文,林永成,曾陇梅;对映选择性Diels-Alder反应中的化学酶[J];湘潭大学自然科学学报;1999年02期

9 阳年发,杨利文,邓培红,周元清,张劲;氨基酸钛螯合物和高分子氨基酸钛螯合物对N-丙烯酰-1,3-VA唑烷-2-酮与环戊二烯的Diels-Alder反应的对映选择性催化作用[J];化学学报;2002年09期

10 邓培红,张军,张春华,阳年发;手性钛配合物在Diels-Alder反应中的对映选择性催化作用[J];合成化学;2003年05期

相关会议论文 前10条

1 刘全忠;谢南生;;7,7′-二取代联二萘酚催化乙基锌对醛的对映选择性加成[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集（上册）[C];2006年

2 程司X;董艳花;胡敏;束毅;;对映选择性识别生物活性小分子的新型手性荧光受体[A];第十届中国化学会分析化学年会暨第十届全国原子光谱学术会议论文摘要集[C];2009年

3 敖宇飞;王德先;赵亮;王梅祥;;几种腈和酰胺的对映选择性生物转化反应[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第07分会：有机化学[C];2014年

4 蒋和雁;周成合;罗奎;兰静波;谢如刚;;手性咪唑金属酶的合成及对α-氨基酸酯的对映选择性水解[A];中国化学会全国第十三届大环化学暨第五届超分子化学学术讨论会论文选集[C];2006年

5 Amina Boucherif;王强;陆良秋;肖文精;;螺环氧化吲哚环氧化物的高对映选择性构建[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第07分会：有机化学[C];2014年

6 王治国;王宇宙;殷国栋;李义涛;佘能芳;吴安心;;非共价拓扑异构体的研究一个基于CH…O弱氢键控制的对映选择性自组装堆积体[A];中国化学会全国第十三届大环化学暨第五届超分子化学学术讨论会论文选集[C];2006年

7 厍学功;许世炎;谢新刚;;(-)-Walsucochin B的对映选择性全合成[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第07分会：有机化学[C];2014年

8 吕少峰;杜大明;许家喜;;三齿双VA唑啉和双噻唑啉络合物催化的不对称Henry反应——Lewis酸控制的对映选择性反转[A];中国化学会第四届有机化学学术会议论文集（上册）[C];2005年

9 刘薇;白姝;孙彦;;有机相中固定化脂肪酶催化拆分(±)-薄荷醇[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(下)[C];2004年

10 苏志珊;李唯一;胡常伟;;Ti配合物催化不对称Strecker反应机理及对映选择性理论研究[A];中国化学会第28届学术年会第13分会场摘要集[C];2012年

相关博士学位论文 前10条

1 陈小明;高对映选择性有机催化的Gelsemine合成研究[D];兰州大学;2015年

2 谢智宇;基于C-H活化合成氮杂环功能小分子及天然产物的研究[D];山东大学;2015年

3 高钰;有机催化合成手性2-氨基-4H-色烯及2-氨基-4H-吡喃衍生物的研究[D];北京理工大学;2015年

4 方兆华;脂肪酶与手性苯氧丙酸类除草剂的对映选择性相互作用[D];浙江大学;2005年

5 王民;两种手性季碳的构筑及Sieboldine A、Lepadiformine合成中的应用研究[D];兰州大学;2007年

6 刘小华;手性有机酸盐催化酮的不对称硅腈化反应研究[D];四川大学;2006年

7 刘佳言;对硝基苄基酯酶的底物图谱、分子改造及其用于制备手性芳香仲醇的研究[D];华东理工大学;2014年

8 聂晶;催化立体选择性合成含氟有机化合物的反应研究[D];天津大学;2009年

9 张志海;基于多氢键协同活化策略的双功能氨基—硫脲催化剂的设计、合成及应用[D];武汉大学;2010年

10 阳铭;不对称Schmidt反应的研究以及Calyciphylline A类虎皮楠生物碱的合成研究[D];兰州大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 张钊飞;新型双核锌催化剂催化对映选择性合成手性α，，β二羟基酯的研究[D];郑州大学;2015年

2 刘迪;(-)-黄皮酰胺的对映选择性合成方法研究[D];北京协和医学院;2015年

3 李芸菡;多取代四氢-β-咔啉化合物的合成研究[D];兰州大学;2015年

4 陈祥;手性叔胺—硫脲双官能团催化剂实现的吲哚并噻喃衍生物的不对称合成研究[D];苏州大学;2015年

5 赵松;M(OTf)_n及其Pybox配合物催化靛红及醛的Hosomi-Sakurai反应研究[D];新疆大学;2015年

6 焦映东;天然产物Laevinoids A和B的全合成研究及对映选择性溴代环化反应研究[D];兰州大学;2015年

7 冯静超;手性磷酸催化的靛红衍生的N-Boc亚胺的高对映选择性傅克反应[D];兰州大学;2012年

8 王法杰;NFSI类似物的合成及吲哚酮化合物的选择性氟化[D];华东理工大学;2014年

9 白静涛;新型催化剂的设计合成及两种优势骨架的合成方法学研究[D];华东理工大学;2016年

10 骆崇荣;手性叔胺—硫脲催化的对映选择性三组分反应研究[D];安徽师范大学;2011年

本文编号：2554756