卡宾催化的对亚甲基苯醌的不对称硼化—芳构化反应的研究

发布时间：2020-09-29 13:55

　　在生物和药物领域,大多数生物活性分子都是具有手性的,其中,如何构建手性C-C、C-O、C-Si、C-N是一类非常重要的课题。而这几种化学键均可由C-B经过某几种简单已知反应得到而不影响产物的对映体选择性。因而首先要解决的问题是,如何构建手性C-B。C-B的手性构建可通过利用手性氮杂环卡宾前驱体经两种方法得到:其一,手性氮杂环卡宾与过渡金属形成金属配合物催化不对称硼化反应;其二,手性氮杂环卡宾前驱体在碱的作用下,生成卡宾中间体催化不对称硼化反应。具有面手性的环仿类配体具有手性引入方便、结构稳定、不易消旋化等优势,近年来众多化学家将其应用到不对称催化反应中。而具有中心手性的三氮唑类卡宾比较稳定,近年来逐渐吸引了化学家们的注意。我们课题组设计了一条将两种手性结合起来的配体合成路线,得到一系列双手性配体,并将其应用于α,β-不饱和裁基化合物类底物的不对称硼化反应中。在实验室已有的配体基础上,我们对其进一步修饰,得到一种新型双功能三氮唑氯化盐,并将其应用于对亚甲基苯醌这类底物,进行非金属催化不对称硼化-芳构化反应,希望得到预期的催化效果。本论文包括以下几个部分:1.综述卡宾催化、[2,2]环仿、不对称硼化反应。该部分综述了不对称催化的两种不同的方法学:Breslow理论和自由基理论。以及几种典型的反应:Stetter反应、苯偶姻反应、催化氢化反应和α,β-不饱和羰基化合物的不对称硼化反应等。另外,综述了[2,2]环仿在不对称催化反应中的应用。最后,综述了近年来的不对称硼化反应的研究进展,从过渡金属Cu(Ⅰ),Ni,Cu(Ⅱ)参与的不对称催化反应,逐渐发展到由Hoveyda提出的氮杂环卡宾催化不对称硼化反应。2.新型双功能三氮唑氯化盐的合成。该部分详细介绍了三氮唑盐的合成步骤。首先,从光学纯的(Sp)-4-氨基-12-溴[2,2]环仿出发,经过重氮化反应和溴取代,生成(Sp)-4-12-二溴[2,2]环仿;再与二苯甲酮腙反应,生成(Sp)-4-二苯酮腙-12-溴[2,2]环仿;再通过甲酰化反应,生成(Sp)-4-(N-甲酰基二苯酮腙基)--12-溴[2,2]环仿;再与相应的硼酸发生Suzuki偶联反应,产物经盐酸酸解生成相应的甲酰基肼盐;最后与L-苯丙氨醇衍生的亚胺醚反应,在原甲酸三乙酯存在下发生关环反应,得到新型双功能三氮唑盐。3.卡宾催化的对亚甲基苯醌不对称硼化-芳构化反应。将上述得到的催化剂前体应用于催化对亚甲基苯醌不对称硼化-芳构化反应。该反应首先在碱作用下,双功能三氮唑盐生成活性卡宾中间体;依次加入联二硼酸片呐醇酯、对亚甲基苯醌、添加剂、质子溶剂,完成催化反应。我们通过对反应条件筛选,得到反应的最优条件。在此条件下,对底物进行了拓展,发现均能得到较高收率和较高对映体选择性。本论文的创新点在于:1.合成了一种新型双功能三氮唑氯化盐。2.首次用非金属催化对亚甲基苯醌不对称硼化-芳构化反应。3.催化剂展示了很高的催化活性,催化剂用量只需1mol%。
【学位单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O621.251
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章绪论
    1.1 卡宾催化研究
        1.1.1 Breslow理论
        1.1.2 自由基理论
    1.2 环仿化学研究
    1.3 不对称硼化反应研究
    1.4 金属铜催化亚甲基醌的不对称硼化反应研究
    1.5 课题设计思想
第二章实验准备
    2.1 药品试剂
    2.2 仪器设备
    2.3 非商品化试剂药品的制备
    2.4 产物的确定
第三章实验部分
    3.1 配体合成路线
    3.2 实验步骤
        3.2.1 [2,2]环仿的制备
        3.2.2 4,16-二溴[2,2]环仿的制备
        3.2.3 4,12-二溴[2,2]环仿的制备
        3.2.4 4-氨基-12-溴[2,2]环仿的制备
        3.2.5 4-氨基-12-溴[2,2]环仿的拆分
        3.2.6 (S_p)-4,12-二溴[2,2]环仿的合成
        3.2.7 (S_p)-4-二苯甲酮腙基-12-溴[2,2]环仿的合成
        3.2.8 (S_p)-4-(N-甲酰基二苯甲酮腙基)-12-溴[2,2]环仿的合成
        3.2.9 (S_p)-4-(N-甲酰基二苯甲酮腙基)-12-(2-苯酚基)[2,2]环仿的合成
        3.2.10 茚氨醇衍生的三氮唑盐的合成
        3.2.13 苯丙氨醇衍生的三氮唑盐的合成
        3.2.14 配体(R)-21的合成
        3.2.15 配体(R)-22的合成
第四章手性NHC催化对亚甲基苯醌的不对称硼化反应
    4.1 反应步骤
    4.2 条件优化
        4.2.1 配体筛选
        4.2.2 水量、碱种类和醇添加物的筛选
    4.3 底物范围
    4.4 产物结果讨论与表征
论文总结
附图
参考文献
硕士期间发表论文
致谢
学位论文评阅及答辩情况表

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