新型二茂铁类手性叔膦—方酰胺催化剂的合成及其在不对称分子内MBH反应中的应用研究

发布时间：2019-01-19 20:54

【摘要】：不对称有机催化是当今有机化学最为活跃的研究领域之一，已与金属催化和酶催化一起成为不对称催化的三大支柱。然而，与不对称金属催化相比，大多数有机小分子催化剂的用量较大、适用底物范围有限、催化效率及对映选择性还不尽人意，真正应用于实际生产获得效益的催化剂屈指可数。因此，发展新型高效手性有机催化剂一直是该领域的研究热点。然而，纵观已报道的众多的手性有机催化剂，大多衍生于有限的几种手性骨架，如：氨基酸、1,2-二胺、β-氨基醇、金鸡纳生物碱和联萘骨架等。令人惊奇的是，在手性金属催化剂设计中一直被视为“优势骨架”的二茂铁，作为有机催化剂的手性骨架却鲜有报道。二茂铁具有独特的面手性，同时兼具刚性强、富电子性、结晶性好、易衍生化、高度稳定性等优点，理论上满足手性有机小分子催化剂的设计要求。本课题组经过两年的探索性研究，取得了一些令人兴奋的实验结果。在此基础上，，本论文进一步开展了以下研究工作： 1、设计了4种基于二茂铁骨架的双功能化叔膦-方酰胺手性催化剂I-IV，该系列催化剂具有以下特点：①催化剂结构中既包含Lewis碱功能基（叔膦），又包含了Br nsted酸氢键供体（方酰胺），二者共同作用，有利于中间体过渡态的形成；②催化剂结构中结合了面手性及C-手性两种立体基因，通过手性元素间的相互匹配提高对映选择性；③催化剂易于合成，均以Ugi’s胺为原料，经4步反应即可方便地制备。 2、建立了催化剂I-IV的高效简便的合成路线，以Ugi’s胺为原料，经膦化、酯化、氨化后，再与不同的方酸酯缩合四步反应，方便的得到了催化剂I-IV，总产率为47.9%-50.0%。该方法原料易得、反应条件温和、操作简便、成本低廉。通过1HNMR、31P NMR、13C NMR和HRMS谱对催化剂I-IV进行了结构表征。 3、对核磁共振数据的分析，发现催化剂I-IV以两种构像异构体的混合形式存在，并进行了合理的解释。 4、将催化剂I-IV应用于不对称分子内MBH反应，考察其催化活性及不对称诱导作用。通过对溶剂、温度、催化剂用量、反应时间等条件的优化，确定了最佳的催化条件。在最佳催化条件下，催化剂在13种(E)-7-芳基-7-氧-5-烯-庚醛的不对称分子内MBH反应中获得了最高85%的化学产率和96%ee的对映选择性。 5、对新型二茂铁类有机催化剂催化不对称分子内MBH反应的机理进行了初步探讨，推测了反应可能的过渡态。本研究为二茂铁类有机催化剂的开发进行了有益的探索，为发展手性有机催化剂新型“优势骨架”及结构类型提供了理论依据。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R914.5

【参考文献】