二茂铁类多功能有机膦催化剂的合成及其在不对称MBH反应中的应用研究

发布时间：2017-10-04 05:37

  本文关键词：二茂铁类多功能有机膦催化剂的合成及其在不对称MBH反应中的应用研究

  更多相关文章： 多功能 芳香醛 不对称有机催化 MBH反应 丙烯醛 丙烯酸乙酯

【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,作为经典的手性碳碳键形成的反应,不对称Morita-Baylis-Hillman(MBH)反应自80年代以来越来越受到化学家们的重视。而近年来的研究亦表明该反应在有机合成上极具应用前景和发展潜力。MBH反应主要是醛和活性多烯生成多官能团的反应,它几乎包含了高效率化合物合成方法所有基本的特点,如原子经济性、对映选择性、反应条件温和及产物具有多个能进一步转换的官能团。但是,不对称MBH反应因其较慢的反应速度、化学产率不高、对映选择性不理想以及底物范围较窄等缺点,而无法得到广泛的应用。所以,设计并合成高效率的手性催化剂依然是不对称MBH反应的重要研究课题。课题组前期的研究取得了较好的实验结果,本论文在前期的实验基础上进一步设计合成了基于二茂铁骨架的双功能及三功能有机小分子催化剂,深入考察该类催化剂在不对称MBH反应中的催化活性。本论文的工作主要分为以下几个方面:1.以(R)-Ugi’s胺为起始原料,先经过叔丁基锂锂化进而引入叔膦基团,接着与不同的格式试剂反应得到相应的膦手性化合物,再经过氨解反应得到膦手性伯胺中间体。将3,5-双三氟甲基苯基异硫氰酸酯分别与不同的手性膦伯胺中间体缩合,得到4种新型的手性双官能团催化剂Ⅲ~Ⅵ;以(R/S)-1,1'-联-2-萘酚为起始原料,经三步反应在3位引入醛基后,得到两种构型的联萘醛,再分别与两种膦手性伯胺中间体反应得到4种三功能催化剂Ⅶ-Ⅹ。2.将合成的手性催化剂用于丁烯酮与芳香醛的不对称MBH反应,通过优化催化剂比例、溶剂、温度、底物等,使用催化剂Ⅳ获得93%的产率,但对映选择性却仅为9%ee。我们还尝试了催化丙烯醛与芳香醛的不对称MBH反应,虽然得到了91%的化学产率,对映选择性只有4%ee。3.我们试探性的用三功能催化剂Ⅶ~Ⅹ催化分子内不对称MBH反应,结果发现三功能催化剂在催化该类反应中有很高的催化活性。其中催化剂Ⅷ在相同的实验条件下反应3 h,即可得到91%的化学产率,但对映选择性却不是那么令人满意,仅有15%ee。4.将催化剂Ⅴ用于催化1,1,1,3,3,3-六氟异丙基丙烯酸酯和对硝基苯甲醛的不对称MBH反应。我们惊喜的发现催化剂Ⅴ在室温条件下48 h反应即结束,通过条件优化获得最高99.7%ee的对映选择性。
【关键词】：多功能 芳香醛 不对称有机催化 MBH反应 丙烯醛 丙烯酸乙酯
【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】：R914.5
【目录】：

• 缩略语表6-8
• 中文摘要8-10
• 英文摘要10-12
• 前言12-13
• 文献回顾13-26
• 第一部分 二茂铁类手性膦催化剂的设计合成26-31
• 1.1 催化剂的设计26
• 1.2 催化剂的合成26-31
• 1.2.1 中间体36的合成26-27
• 1.2.2 中间体37的合成27
• 1.2.3 中间体40的合成27-28
• 1.2.4 手性膦方酰二胺催化剂I的制备28
• 1.2.5 手性膦单方酰胺催化剂II的制备28-29
• 1.2.6 催化剂III~VI的合成29
• 1.2.7 催化剂VII~X的合成29-31
• 第二部分 二茂铁类手性膦催化剂在不对称MBH反应中的催化活性研究31-50
• 2.1 丁烯酮和芳香醛的不对称MBH反应31-39
• 2.1.1 丁烯酮与芳香醛的不对称MBH反应概述31-33
• 2.1.2 二茂铁类手性膦催化剂的催化活性筛选33-34
• 2.1.3 溶剂筛选34-35
• 2.1.4 反应温度及时间对催化反应的影响35-36
• 2.1.5 丁烯酮浓度和催化剂用量对催化反应的影响36-37
• 2.1.6 芳香醛和丁烯酮的不对称MBH反应底物扩展研究37-38
• 2.1.7 结论38-39
• 2.2 丙烯酸酯和芳香醛的不对称MBH反应39-46
• 2.2.1 丙烯酸酯和芳香醛的不对称MBH反应概述39-41
• 2.2.2 催化活性筛选41-42
• 2.2.3 溶剂筛选42-43
• 2.2.4 底物浓度和催化剂用量对催化反应的影响43
• 2.2.5 温度和反应时间对催化反应的影响43-44
• 2.2.6 芳香醛和丙烯酸酯的不对称MBH反应的底物扩展研究44-46
• 2.2.7 讨论46
• 2.3 其他类型的不对称MBH反应催化活性考察46-48
• 2.3.1 丙烯醛和芳香醛的不对称MBH反应46-47
• 2.3.2 三功能手性膦催化剂在分子内不对称MBH反应中的活性考察47-48
• 2.4 小结48-50
• 第三部分 实验部分50-71
• 3.1 实验试剂与仪器50-51
• 3.1.1 实验仪器50
• 3.1.2 实验试剂及预处理50-51
• 3.2 二茂铁类手性膦催化剂的合成51-63
• 3.2.1 催化剂中间体的合成51-55
• 3.2.2 含膦催化剂I~X的制备55-57
• 3.2.3 膦-硫脲催化剂合成57-59
• 3.2.4.三功能催化剂的合成59-62
• 3.2.5 不对称分子内MBH反应底物的合成62-63
• 3.3 含膦硫脲手性催化剂催化的MVK和芳香醛的不对称MBH反应63-65
• 3.3.1 催化MVK和芳香醛的不对称MBH反应步骤63
• 3.3.2 丙烯酸酯和芳香醛的不对称MBH反应催化产物数据63-65
• 3.4 膦手性催化剂催化的丙烯酸酯和芳香醛的不对称MBH反应65-68
• 3.4.1 催化丙烯酸酯和芳香醛的不对称MBH反应步骤65
• 3.4.2 丙烯酸酯和芳香醛的不对称MBH反应催化产物数据65-68
• 3.5 三功能手性催化剂催化的分子内不对称MBH反应68-71
• 3.5.1 催化不对称分子内MBH反应的步骤68
• 3.5.2 不对称分子内MBH反应催化产物数据68-71
• 小结71-72
• 参考文献72-79
• 附录79-113
• 个人简历和研究成果113-114
• 致谢114

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本文编号：968953