氨基酸衍生的小分子催化剂促进的不对称反应研究及其应用

发布时间：2020-06-29 07:28

【摘要】：氨基酸衍生的有机催化剂具有价廉易得、环境友好等特点。本论文对氨基酸衍生的小分子催化剂催化的不对称反应进行方法学研究。1)利用脯氨酸衍生的二苯基脯氨醇硅醚催化剂催化β-硝基烯胺与α,β-不饱和醛的不对称Michael加成反应。使用二苯基脯氨醇硅醚作为催化剂,醋酸作为添加剂,硝基亚甲基咪唑和α,β-不饱和醛以优异的收率和良好的立体选择性得到半缩醛胺及其醚化产物。这一催化体系对脂肪族的不饱和醛有着较好的普适性。反应的规模可以放大到克级,且对立体选择性没有影响。经过一步醚化可以得到具有光学活性的商品化杀虫剂哌虫啶。第一次实现对哌虫啶的直接不对称催化合成。2) 发展了一种由氨基酸衍生的手性双官能团膦催化剂和丙烯酸酯的新颖催化体系。通过手性膦和丙烯酸酯Michael加成形成均相的两性离子对,结合催化剂所含的氢键组成布朗斯特碱-酸的双官能协同催化模式,催化环状β-酮酸酯与N-Boc醛亚胺的直接不对称Mannich反应,得到了优异的非对映和对映选择性。该反应对富电子和缺电子的芳香、杂环、脂肪族取代的N-Boc醛亚胺都有着很好的普适性,β-酮酸酯的变化也未降低反应的选择性。相对于传统的双羰基化合物与N-Boc醛亚胺的Mannich反应,膦的高亲核性使得反应可以在极低温下仍然以很快的反应速率得到高立体选择性的Mannich加成产物。产物羰基还原并关环,在不影响立体选择性的情况下,可以得到新颖的1,3-VA嗪-2-酮和螺环β-内酰胺化合物。尝试利用这一新颖的催化体系来催化硝基甲烷对羰基化合物的Henry反应,反应条件的筛选与优化(如,催化剂、添加剂、温度、溶剂以及底物),仍然没有得到理想的立体选择性的结果。可能是由于手性磷和丙烯酸酯生成的两性离子中间体的碱性过强,使逆Henry反应非常严重,产生强烈的消旋背景反应。3)吲哚并喹嗪的结构是天然生物碱中的重要骨架。本文对砜基乙酰色胺和α,β-不饱和醛的Michael/Pictet-Spengler串联反应进行方法学研究。该串联反应对α,β-不饱和醛有着较好的普适性,芳香族、脂肪族以及杂环取代的α,β-不饱和醛也都能参与反应。初步研究了氨基酸衍生的手性季鳞盐不对称相转移催化剂在Michael/Pictet-Spengler串联反应中的应用,但是没有得到理想的立体选择性。
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O621.251
【图文】：

３．５双试剂不对称催化Ｍａｎｎｉｃｈ反应的机理推测逡逑完成对反应产物的衍生化研巧后，对反应的机理进行研究。首先通过ｓｉＰＮＭ艮对反逡逑应进行跟踪（图３．口）。催化剂３－４ｆ的a惼仔藕懦鱿衷冢�２４．５ｐｐｍ，当加入丙Zf酸甲醋后，逡逑催化剂体系的x锲仔藕畔虻统∫贫�至２５．９ｐｐｍ。这一位移变化证实手性a惔呋�剂和丙Zf逡逑酸甲醋可Ｗ反应生成两性离子对。双试剂催化体系中加入Ｐ－丽酸醒后于３２．８ｐｐｍ生成了逡逑一个新的x锲仔藕牛�这可能是由于催化剂离子对与底物进行了离子交换。而将手性x锎咤义匣�剂和Ｐ－丽酸醋单独混合时a惼撞⒚挥蟹⑸�变化。Ｗ－Ｂｏｃ亚胺加入体系并反应完全后逡逑２５．９ｐｐｍ和３２．８ｐｐｍ的信号峰依然存在，由此推测两性离子对在该催化体系下可稳定逡逑存在。逡逑基于Ｗ上机理研究，提出了一个可能的反应机理（图３．１３）：首先手性麟催化剂对逡逑丙蹄酸甲醋进行加成，形成一个季淲盐离子对Ａ作为布朗氏碱来活化Ｐ－丽酸醋。通过逡逑离子交换脱除（３－厕酸醋的活泼氨得到新的离子对Ｂ。同时，ｉＶ－Ｂｏｃ亚胺由催化剂的硫

本文编号：2733596