金和手性磷酸联合不对称催化及金催化的去芳构化偶联反应研究

发布时间：2020-11-07 11:43

　　 在均相催化中,金(I)配合物作为强π-路易斯酸而被人们所熟知。金对碳碳多重键特有的活化能力使其在有机合成中具有广泛的应用,催生了很多新颖的化学反应。然而在不对称催化方面,金却具有先天的劣势。一价金配合物呈线型二配位结构,该结构导致配体难以对底物发挥手性诱导作用,从而难以取得高对映选择性。手性金催化的研究起步很晚,且主要集中在近十五年间。这些研究主要从手性配体、手性阴离子和开发手性金(III)配合物方面解决手性金催化的难题。与此同时,也有一部分研究另辟蹊径,它们利用有机小分子来弥补金催化剂在立体选择性控制方面的不足,即发展金和手性有机小分子联合不对称催化策略。本论文主要介绍本人博士期间在金和手性磷酸联合不对称催化方面的研究工作。我们利用该策略实现了分子内氢胺化串联不对称Michael加成反应,构建了一系列具有潜在药用价值的手性四氢咔唑化合物。我们还利用该策略实现了苯酚和重氮化合物间的不对称C(sp2)-H官能化反应以及烯酰胺和重氮化合物间的不对称aza-ene反应。后两项研究的难点在于需要同时解决反应的化学选择性和立体选择性问题。在研究金催化的吲哚和重氮化合物的反应时,我们发现了一种未曾被报道过的去芳构化偶联产物。我们发现该反应的化学选择性受配体控制,膦配体有利于生成常见的C-H插入产物而卡宾配体有利于生成去芳构化偶联产物。这是吲哚和金属卡宾间的一种新的反应类型,显示了金催化的与众不同。
【学位单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O621.251
【部分图文】：

?（＋１．７??１．６??图１．２手性金催化的不对称烯炔环化反应??同样是２００５年，Ｔｏｓｔｅ课题组报道了金催化的不对称环丙烷化反应（图１．３）。??该反应利用金催化炔丙醇酯１．８重排生成金卡宾中间体，进一步与烯烃１．９发生??［２＋１］环加成，生成环丙烷类化合物。通过使用手性联苯骨架双膦配体１．１０制备??的双取代环丙烷化合物１．１１顺反比大于２０：１，对映选择性高达９４％。??３??

?Ｈ?；??ＭｅＮｖ＾＊＾??图１．１手性金催化的不对称Ａｄｏｌ反应??Ｉｔｏ等人的不对称Ａｄｏｌ反应中，金是作为ｃ－Ｌｅｗｉｓ酸活化羰基的，这对大多??数手性金催化的反应缺乏借鉴性，因为绝大部分金催化的反应是基于金的７１酸性??活化碳碳多重键的。直到２００５年，Ｅｃｈａｖａｒｒｅｎ课题组［３１］报道了首例手性金作为??Ｔｔ－Ｌｅｗｉｓ酸催化的烯炔环化反应，所采用的是手性联萘骨架的双膦配体１．６?（图??１．２）。然而，大部分底物只能取得中等立体选择性，仅有一例底物可以取得大于??９０％的ｅｅ值。有意思的是金催化剂和银盐比为１．６：２时反应结果最好，这意味着??与催化剂中的氯离子的不完全交换有利于催化剂发挥更好的立体控制效果。这一??反常现象在后来的一些手性双金催化报道中也时常出现，称为阴离子效应。??ＯＣｉ??ｐｈｎ?ｃ?／?＝—Ｐｈ?１．６?ｍｏｌ％?１．６（ＡｕＣＩ）２?＾?＾＾ｆ＾ＰＡｒ２??ｐｈ２ｓ＞ｃｒ?２ｍ〇ｉ％ＡｇｓｂＦ６?－?ｐｈ〇＾＞ｃｒ?ｒ＾ｖｐＡｒ２??－ｏｈ．ｋｔ?ｐｈ〇２ｓＡ＾ｙ〇Ｍｅ??５２％?ｙｉｅｌｄ；?９４％?ｅｅ?Ａｒ?＝?ｐ－Ｍｅ－Ｃ６Ｈ４??１．５?（＋１．７??１．６??图１．２手性金催化的不对称烯炔环化反应??同样是２００５年

?Ａｒ?＝?３，５－（／－Ｂｕ）２－４－ＭｅＯ－Ｃ６Ｈ２??１．１０??图１．３手性金催化的不对称环丙烷化反应??２００７年，Ｗｉｄｅｎｈｏｅｆｅｒ课题组［３３］报道了手性金催化的联烯分子内氢烷氧基化??反应，所使用的同样是手性双膦配体（图１．４ａ）。几乎同时，Ｔｏｓｔｅ课题组［３４］也利??用手性双金催化剂实现了联烯分子内不对称氢胺化反应。有趣的是，他们发现催??化剂的阴离子除了对催化活性有影响，对立体选择性也有非常明显的影响（图１．４??ｂ）。当用对硝基苯甲酸根为阴离子时，多种手性双膦配体都能给出很好的产率和??对映选择性。??２．５?ｍｏｌ％１．１３（ＡｕＣＩ）２?ＭｅＯ＾ｆ＾ＰＡｉ＾??ｒ?５ｍ。丨％＿丁３?ｒ?齡，，丄．ＰＡ。??Ｐｈ＾Ｌ?Ｐｈ－ｉ＾ｙ?Ｉ?ＩＩ?（ａ）??Ｐｈ／＾＾?ｔｏｌｕｅｎｅ，?－２０?°Ｃ?ｐ／??１?１２?６７％?ｙｉｅｌｄ；?９３％?ｅｅ?１?１４?Ａｒ?＝?３
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本文编号：2873900