甘露醇衍生的手性硫脲催化剂的合成及其在不对称催化反应中的应用

发布时间：2017-09-27 21:12

  本文关键词：甘露醇衍生的手性硫脲催化剂的合成及其在不对称催化反应中的应用

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【摘要】：手性硫脲催化剂是一种氢键供体催化剂,具有强氢键活化能力,通过氢键相互作用活化底物,从而促进不对称反应的发生。目前已报道的手性硫脲催化剂的种类较多,但能同时催化多种不对称反应且能取得高对映选择性的手性硫脲催化剂种类较少,且能高效催化水相不对称反应的硫脲催化剂鲜有报道。D-甘露醇是广泛存在于陆地和海洋植物中的一种糖醇,在生活、工业、医药上有广泛应用。本课题以价廉易得的D-甘露醇为初始原料,经多步反应制得5个新型手性硫脲催化剂(C_1-C_5)和1个新型手性磺酰胺催化剂(C_6),并将其用于催化不对称Henry反应和其它类型的不对称反应,取得了较好的催化效果。本论文的主要内容包括:1.以D-甘露醇为原料,经缩合,醇解,叠氮化和还原等4步反应制得手性胺;手性胺分别与表奎宁异硫氰酸酯,表奎尼丁异硫氰酸酯,氢化奎宁异硫氰酸酯,辛克宁异硫氰酸酯,3,5-双(三氟甲基)苯基异硫氰酸酯及对甲基苯磺酰氯等偶联合成得到5个新型手性硫脲催化剂(C_1-C_5)和1个新型手性磺酰胺催化剂(C_6),其结构经IR,1H NMR,13C NMR和HRMS确证。2.将所合成的手性硫脲催化剂(C_1-C_5)和手性磺酰胺催化剂(C_6)直接应用于不对称Henry反应中。以硝基甲烷和苯甲醛的Henry反应为模板反应,通过催化剂、溶剂、催化剂用量、碱性添加剂、反应温度等筛选,确定最佳反应条件。在最佳反应条件下,我们扩展了23种反应底物,其中,(S)-1-(3-甲氧基苯基)-2-硝基乙醇的产率和对映选择性分别达到85%和81%ee,并且以较好结果得到具有两个手性中心的产物(1S,2R)-1-苯基-2-硝基丙醇(95%产率,87%ee值,91:9 dr值),催化剂C_1也可以很好的催化1-硝基丙烷与苯甲醛的不对称Henry反应(70%产率,87%ee值,77:23 dr值)。另外,将最优催化剂C_1应用于水相不对称Henry反应中,结果显示,该催化剂在水存在下也可以很好地催化反应,在最优条件下可以达到75%的化学产率,87%ee值和95:5的dr值。3.将此类催化剂应用于其他类型的不对称反应,经过初步尝试,在不对称Michael加成反应中,C_1同样表现出较好的催化结果,化学产率为65%,对映选择性为73%ee。在Aza-Henry反应中,C_1也显示出一定的催化效果,化学产率为45%,对映选择性为35%ee。
【关键词】：手性胺 有机硫脲催化剂 不对称催化 Henry反应 水相
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R914
【目录】：

• 缩略语表6-9
• 中文摘要9-11
• 英文摘要11-13
• 前言13-14
• 文献回顾14-49
• 1 1,2-二苯基乙二胺类硫脲催化剂15-21
• 2 环己二胺类硫脲催化剂21-28
• 3 金鸡纳生物碱类硫脲催化剂28-37
• 4 其他类型的硫脲催化剂37-43
• 5 硫脲催化剂在水相反应中的应用43-48
• 6 立题依据48-49
• 第一部分 手性硫脲催化剂的设计合成49-64
• 1 材料49-51
• 1.1 实验仪器49
• 1.2 实验试剂49-51
• 2 催化剂的设计51-52
• 3 手性硫脲催化剂的合成52-57
• 3.1 手性胺中间体的合成52-54
• 3.2 金鸡纳生物碱中间体的合成54-55
• 3.3 手性硫脲催化剂的合成55-57
• 4 实验结果与讨论57-64
• 4.1 实验结果57-62
• 4.2 讨论62-64
• 第二部分 手性硫脲催化剂在不对称Henry反应中的催化活性研究64-88
• 1 材料64-66
• 1.1 实验仪器64
• 1.2 实验试剂64-66
• 2 有机相不对称Henry反应66-68
• 2.1 外消旋产物的合成66
• 2.2 不对称Henry反应66-68
• 3 水相不对称Henry反应68-74
• 3.1 水相不对称Henry反应溶剂和添加剂的筛选68
• 3.2 底物扩展68-74
• 4 实验结果与讨论74-88
• 4.1 有机相不对称Henry反应74-84
• 4.2 水相不对称Henry反应84-88
• 第三部分 手性硫脲催化剂在其他不对称反应中的研究88-94
• 1 材料88
• 1.1 实验仪器88
• 1.2 实验试剂88
• 2 催化不对称Michael加成反应88-91
• 2.1 外消旋体的制备88-89
• 2.2 不对称Michael加成反应89-90
• 2.3 实验结果与讨论90-91
• 3 催化不对称Aza-Henry反应91-93
• 3.1 Aza-Henry反应外消旋体的制备91-92
• 3.2 不对称Aza-Henry反应92-93
• 3.3 实验结果与讨论93
• 4 小结93-94
• 小结94-96
• 参考文献96-103
• 附录103-126
• 个人简历和研究成果126-127
• 致谢127

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本文编号：931909