手性二醇的新法制备及其在有机合成中的应用研究
本文关键词： 手性二醇 手性螺硼酸盐 (1S 2S)-ANP Hantzsch反应 1 4-二氢吡啶 苯并四氢吡喃 蒎烷二醇 出处：《武汉大学》2010年博士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：手性二醇(酚)是一类应用广泛的手性配体,而且它们还是制备手性二胺、二膦等化合物的原料。因此,它们在有机合成中扮演着非常重要的角色。天然酒石酸是最易得到的多官能手性1,2-二醇；通过适当的化学转换可以制得许多在不对称合成中有用的手性1,4-二醇和1,2-二醇。如,手性(2R,3R)-1,4-二甲氧基-1,1,4,4-四苯基-2,3-丁二醇是由天然酒石酸衍生制备的,这种位阻型手性二醇不仅可作为烃基硼酸的一种有效保护基,而且生成的烃基硼酸酯具有良好的手性诱导作用,在不对称环丙烷化反应,不对称[4+2]环加成反应,不对称加成反应,Johnson重排以及[3,3]σ重排反应中都实现了很好的手性诱导(1S,2S)-1-(4-硝基苯基)-2-氨基-1,3-丙二醇((1S,2S)-ANP)是一种多官能的手性1,3-二醇,它是氯霉素生产中的副产物,价格相当便宜,在有机合成中已有重要应用。另外,手性蒎烷2,3-二醇也是一种应用非常广泛的手性二醇。本论文主要研究了由酒石酸制备螺硼化的位阻型手性1,4-二醇和2,3-二醇的新方法,对1,3-二醇(1S,2S)-ANP及其衍生物对多组分Hantzsch反应的不对称催化活性进行了考察,并对手性蒎烷2,3-二醇的制备方法进行了改进。 全文共分五章。 第一章综述了一些常见手性二醇(酚)的制备方法以及它们在有机合成中的最新应用进展。提出了本论文的总体设计思想。 第二章,以酒石酸酯为手性原材料,设计合成了12种含有1,4-二羟基结构单元、具有04B骨架的手性螺硼化合物,并对它们的官能团转变进行了研究,建立起位阻型2,3-丁二醇的方便制备新方法。 通过天然酒石酸二烷基酯直接苯基化制得(R,R)-1,1,4,4-四苯基丁四醇,而后和硼烷、硼酸、硼酸酯或者硼氢化钠反应,高产率地得到选择性2,3-环硼化产物——具有04B骨架的手性螺硼酸或手性螺硼酸盐,1,4位的活性羟基得以保留；利用复分解反应可以转换成其他金属盐、铵盐、鳞盐等。观察到这种手性螺硼酸和上-脯氨酸在甲苯中回流,L-脯氨酸会发生脱羧反应高产率生成螺硼酸四氢吡咯盐,并通过单晶X衍射分析,证实了这种手性硼化合物具有04B骨架结构。这种含有活泼羟基和04B骨架的手性硼化合物甲基化而后去硼化,以高于90%总收率合成出(2R,3R)-1,4-二甲氧基-1,1,4,4-四苯基-2,3-丁二醇,建立起此种位阻型C2手性二醇简便制备新方法。另外,对这类含有活泼羟基和04B骨架的手性螺硼酸盐的不对称催化活性进行了初步考察。 第三章考察了(1S,2S)-1-(4-硝基苯基)-2-氨基-1,3-丙二醇催化的一锅四组份反应,高产率地合成1,4-二氢吡啶衍生物。对(1S,2S)-ANP进行烷基化反应,制备其两种衍生物(1S,2S)-1-(4-硝基苯基)-2-二甲基氨基-1,3-丙二醇((1S,2S)-DMANP)和(1S,2S)-1-(4-硝基苯基)-2-氨基-3-三苯甲氧基-1-丙醇((1S,2S)-TPANP)。用这三种化合物催化一锅四组份Hantzsch反应,对反应条件进行了优化,结果发现：以(1S,2S)-ANP为催化剂,催化剂用量为10%个当量时,双甲酮,乙酰乙酸烷基酯,醛以及醋酸铵在乙醇中室温搅拌4到5小时,得到高达95%收率的1,4-二氢吡啶化合物。提出了可能的反应机理。 另外,在不对称催化合成1,4-二氢吡啶化合物方面作了初步尝试。合成出三种三-脯氨酸衍生物；它们对一锅四组份Hantzsch反应的催化活性考察表明,这三种手性化合物都能催化反应的发生,但几乎不显示不对称催化活性。 第四章,研究了(1S,2S)-1-(4-硝基苯基)-2-氨基-1,3-丙二醇催化的四氢苯并吡喃衍生物的合成。对反应条件进行了优化,合成出十九种7,7-二甲基-2-氨基-3-腈基-5-氧-5,6,7,8-四氢苯并吡喃衍生物。在“右胺”用量为10 mo1%时,5,5-二甲基1,3-环己二酮、醛以及丙二腈在乙醇中室温搅拌5-20 min,得到高达99%收率的目标产物。提出了可能的反应机理。催化剂廉价,反应条件温和,反应迅速以及产率高是本反应的优点。 第五章,改进了高锰酸钾氧化a-蒎烯制备蒎烷-2,3-二醇的方法。改变反应物的加料顺序,使用少量廉价相转移催化剂(0.1当量),使反应产率较文献提高约三分之一；在后处理过程中,使用离心分离方法,使操作得以方便进行。 试图通过硼化学方法提高蒎烷二醇的对映体纯度,但没有取得成功。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：武汉大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：O621.25
【参考文献】
相关期刊论文 前6条
1 单自兴，杜晓成，，黄世家，林国华，赵德杰;由国产43％ee的（—）－α－蒎烯制备高光学纯（＋）－二异松莰烷基硼烷[J];化学试剂;1996年01期
2 杨智才,钟民,陈良;二取代双VA唑啉衍生物的合成及其在不对称环丙烷化反应中的应用[J];化学学报;1994年12期
3 刘德军,单自兴,秦金贵;Chiral Borated Esters in Asymmetric Synthesis: 1. The First Asymmetric Reaction Catalyzed by Chiral Spiroborated Esters with an O_3BN Framework[J];Chinese Journal of Chemistry;2004年11期
4 荣国斌,李新明,张勇;几个新型VA唑硼烷的制备与应用[J];有机化学;2000年05期
5 屠树江,蒋虹,庄启亚,缪春宝,史达清,王香善,高原;超声辐射下一步法合成2-氨基-3-氰基-4-芳基-7,7-二甲基-5-氧代-5,6,7,8-四氢-4H-苯并[b]吡喃[J];有机化学;2003年05期
6 单自兴,王铨;手性硼酸酯介入的不对称合成3:(R)-或(S)-1,1'-联-2-萘酚硼酸-(S)-脯氨酸酐促进的前手性亚胺的不对称硼烷还原[J];有机化学;2005年06期
本文编号：1547693
本文链接：https://www.wllwen.com/shekelunwen/minzhuminquanlunwen/1547693.html
