方酰胺催化杂环亚胺的不对称反应研究

发布时间：2017-06-02 19:12

  本文关键词：方酰胺催化杂环亚胺的不对称反应研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：有机小分子催化不对称反应是现代手性合成的重要方法,发展优秀的有机小分子催化剂和高效高选择性的不对称催化反应是目前有机催化不对称反应领域的重要研究内容。本论文基于文献调研结果,合成了一系列的手性方酰胺催化剂,并将其应用于催化杂环亚胺的多种不对称催化反应。开展的主要工作如下:首先运用现有的手性方酰胺催化剂催化了含苯并噻唑结构单元的亚胺与硝基烷烃的aza-Henry反应。通过对催化剂的筛选和反应条件的优化,获得相应的烷基化产物其产率最高达到了99%,对映选择性最高也达到99%ee,并发现含拉电子基团的亚胺比含供电子基团的亚胺产率高。另外用苯并噻唑胺、芳香醛和硝基甲烷三组份一锅法的方法进行了aza-Henry反应,得到了相当的产率和较高的对映选择性。在确认化合物的晶体构型基础上提出了可能的反应机理。合成的硝基类化合物通过进一步反应得到高产率和立体构型单一的衍生化产物。其次将一系列的手性方酰胺催化剂运用于催化杂环亚胺与丙二酸酯的Mannich反应,得到了高产率、高对映选择性的?-氨基酸酯衍生物。详细研究考察了溶剂、温度、催化剂量对不对称催化反应的影响,同时提出了可能的催化过渡态模型。本工作的亮点在于所选用的丙二酸酯种类多,得到化合物的对映选择性较高。手性方酰胺催化剂催化了含苯并噻唑结构单元的亚胺与乙酰乙酸酯类化合物的Mannich反应,其中含乙酰乙酸叔丁酯结构的化合物产率高达99%,对映选择性也高达????ee。最后,运用手性方酰胺催化剂催化了杂环亚胺与三甲基硅氰的不对称Strecker反应,得到了含有苯并噻唑结构单元的?-氰基化合物。在最优的反应条件下,其产率最高达到了99%,对映选择性最高也达到98%ee。另外,运用新合成的含氨基酸片段的三官能团方酰胺催化剂催化模型反应也得到很好产率和对映性选择性。将得到的?-氰基化合物可以通过氢化锂铝还原,再与三光气反应得到具有生物活性的,构型保持的咪唑啉酮类化合物。本工作是首次将手性方酰胺催化剂应用于不对称Strecker反应。
【关键词】：方酰胺 亚胺 不对称催化 aza-Henry反应 Mannich反应 Strecker反应
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O621.251
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-34
• 1.1 不对称催化11
• 1.2 有机小分子催化11-12
• 1.3 有机小分子催化亚胺不对称反应的研究进展12-23
• 1.4 方酰胺催化剂在不对称催化反应中应用的研究现状23-28
• 1.5 总结与展望28-29
• 1.6 本论文的主要研究工作29
• 参考文献29-34
• 第二章 方酰胺催化含苯并噻唑亚胺的aza-Henry反应34-66
• 2.1 引言34-37
• 2.1.1 金属催化34-35
• 2.1.2 有机小分子催化35-37
• 2.2 方酰胺催化含苯并噻唑亚胺的aza-Henry反应37-46
• 2.2.1 有机催化剂的筛选38-39
• 2.2.2 反应条件的优化39-40
• 2.2.3 Aza-Henry反应底物范围的扩展40-42
• 2.2.4 方酰胺催化剂在aza-Henry反应中普适性的应用42-43
• 2.2.5 Aza-Henry反应产物绝对构型的确定43
• 2.2.6 一锅法的aza-Henry反应43-44
• 2.2.7 目标产物的衍生化反应44-45
• 2.2.8 反应机理的提出45-46
• 2.3 实验部分46-60
• 2.3.1 主要仪器与试剂46
• 2.3.2 手性方酰胺催化含苯并噻唑亚胺的不对称aza-Henry反应46-59
• 2.3.3 衍生化产物的合成59-60
• 2.3.4 一锅法的不对称aza-Henry反应60
• 2.4 本章小结60
• 参考文献60-66
• 第三章 方酰胺催化杂环亚胺与丙二酸酯的不对称Mannich反应66-95
• 3.1 引言66-68
• 3.1.1 有机催化杂环亚胺66-68
• 3.2 方酰胺催化含苯并噻唑亚胺与丙二酸酯的Mannich反应68-75
• 3.2.1 亲核试剂的筛选68-69
• 3.2.2 有机催化剂的筛选69-70
• 3.2.3 反应条件的优化70-72
• 3.2.4 反应底物范围的扩展72-74
• 3.2.5 反应产物绝对构型的确定74
• 3.2.6 反应机理的提出74-75
• 3.3 实验部分75-90
• 3.3.1 主要仪器与试剂75
• 3.3.2 手性方酰胺催化剂Cat-23的合成75-76
• 3.3.3 手性方酰胺催化含杂环亚胺的不对称Mannich反应76-90
• 3.4 本章小结90
• 参考文献90-95
• 第四章 方酰胺催化杂环亚胺与乙酰乙酸酯的不对称Mannich反应95-112
• 4.1 引言95
• 4.2 方酰胺催化含苯并噻唑亚胺与乙酰乙酸叔丁酯的Mannich反应95-102
• 4.2.1 亲核试剂的筛选95-96
• 4.2.2 有机催化剂的筛选96-97
• 4.2.3 反应条件的优化97-99
• 4.2.4 反应底物范围的扩展99
• 4.2.5 反应产物绝对构型的确定99-101
• 4.2.6 反应机理的提出101-102
• 4.3 实验部分102-109
• 4.3.1 主要仪器与试剂102
• 4.3.2 手性方酰胺催化含杂环亚胺的不对称Mannich反应102-109
• 4.4 本章小结109
• 参考文献109-112
• 第五章 方酰胺催化杂环亚胺与三甲基硅氰的不对称Strecker反应112-144
• 5.1 引言112-115
• 5.1.1 醛亚胺做底物112-113
• 5.1.2 酮亚胺做底物113-115
• 5.2 方酰胺催化含苯并噻唑亚胺的Strecker反应115-124
• 5.2.1 有机催化剂的筛选115-117
• 5.2.2 反应条件的优化117-119
• 5.2.3 Strecker反应底物范围的扩展119-122
• 5.2.4 Strecker反应产物绝对构型的确定122
• 5.2.5 目标产物的衍生化反应122-123
• 5.2.6 反应机理的提出123-124
• 5.3 实验部分124-139
• 5.3.1 主要仪器与试剂124-125
• 5.3.2 手性方酰胺催化含杂环亚胺的不对称Mannich反应125-136
• 5.3.3 催化剂Cat-46和Cat-47的合成136-137
• 5.3.4 衍生化产物的合成137-139
• 5.4 本章小结139
• 参考文献139-144
• 结论144-146
• 攻读学位期间发表的论文与研究成果清单146-147
• 致谢147-148
• 作者简介148-149
• 附录149-204

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本文编号：416275