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1、中国科学院成都有机化学研究所 博士学位论文 乙基锌与亚胺的催化不对称加成反应研究 姓名：李昕 申请学位级别：博士 专业：有机化学 指导教师：宓爱巧 20031201 乙基锌与亚胺的催化不对称加成反应研究 摘要 手性胺是许多天然产物、生物活性物质和手性药物的重要合成切块，又是 不对称合成中常用的拆分剂、手性辅助试剂和催化剂。有机金属试剂与亚胺的催 化不对称加成反应是合成手性胺的简便方法之一，因此近年来深受关注。 本文致力于探索结构简单、合成简便、对水和空气稳定的手性配体和催化 剂，并将其应用于有机锌、铝试剂与皿胺的催化不对称加成反应中。 研究发现，手性钒催化剂不能高化学选择性和对映选择性地催化乙
2、基锌与 二苯基次磷酰亚胺的不对称加成反应。我们认为这可能是乙基锌破坏了手性钒催 化剂的结构，从而使其失去了催化活性。 首次发现用途广泛、性质稳定的手性双嗯唑啉配体与三氟甲磺酸铜 C u ( O T 0 2 形成的手性L e w i s 酸配合物，能够催化乙基锌与_ 对甲苯磺酰亚胺的 不对称加成反应。研究发现，三齿曝唑啉配体催化反应的对映选择性优于双齿嗯 哗啉配体。反应中加入4 A 分子筛后，显著提高了反应的对映选择性，而且重现 性明显改善。在优化的反应条件下，1 0t 0 0 1 手性双嗯唑啉- - C u ( O T f ) 2 配合物催 化乙基锌与芳香醛亚胺不对称加成反应的收率中等，对映选
3、择性最高达8 2 e e 。 奉义还研究丁二甲基锚与亚胺的加成反应。实验发现，亚胺保护基和溶剂显 著影响该反应。甲苯为溶剂时，三甲基铝与- 对甲苯磺酰亚胺反应的收率最高。 初步探索了三甲基铝与对甲苯磺酰亚胺的催化不对称加成反应，仅获得约 5 e e 。 关键测：亚胺t 乙基锌，三甲基铝，双嚷唑啉，催化不对称加成反应 S t u d y o nt h eC a t a l y t i cA s y m m e t r i cA d d i t i o no f D i e t h y l z i n ct oI m i n e s X i n L i ( O r g a n i cC h e m
4、 i s t r y ) D i r e c t e db yP r o f e s s o rA i q i a oM i A B S T R A C T C h i r a la m i n e sa r en o to n l yi m p o r t a n tb u i l d i n gb l o c k sf o rm a n yn a t u r a lp r o d u c t s ， b i o a c t i v es u b s t a n c e sa n dc h i r a lp h a r m a c e u t i c a l s ，b u ta l s ou
5、 s u a l l yu s e da sr e s o l v i n g a g e n t s ，c h i r a la u x i l i a r i e sa n dc h i r a lc a t a l y s t si na s y m m e t r i cs y n t h e s i s T h ec a t a l y t i c a s y m m e t r i ca d d i t i o no fo r g a n o m e t a l l i cr e a g e n t st oi m i n e si sa m o n g t h em o s ts
6、 i m p l e m e t h o d sf o rt h es y n t h e s i so fc h i r a la m i n e s T h et h e s i sp l a y se m p h a s i so ns e a r c h i n gf o rc h i r a l l i g a n d sa n dc a t N y s t sw h i c h a r ee a s i l ys y n t h e s i z e da n ds t a b l et oa i ra n d o rw a t e r , a n df o rt h e i r a
7、 p p l i c a t i o ni n c a t a l y t i ca s y m m e t r i ca d d i t i o no f o r g a n o z i n ca n d - a l u m i n u mr e a g e n t st oi m i n e s I th a sb e e nf o u n dt h a tc h i r a lv a n a d i u m c o m p l e x e s c a nn o t c a t a l y z e t h e a s y m m e t r i cd i e t h y l z i n c
8、a d d i t i o nt oN - d i p h e n y l p h o s p h i n o y li m i n e sw i t hh i g hc h e m a n de n a n t i 0 4 s e l e c t i v i t y W et h i n kt h es t r u c t u r e so fc h i r a lv a n a d i u mc a t a l y s t s m i g h tb e d e s t r o y e db yd i e t h y l z i n ca n d t h e ni t sc a t a l
9、y t i ca c t i v i t yh a sb e e nl o s t F o rt h ef i r s t t i m e ，w e f o u n dt h e a s y r n m e l r i c d i e t h y l z i n c a d d i t i o nt o N - t o s y l i m i n e sc a l lb ec a t a l y z e db yc h i r a l L e w i sa c i dc o m p l e x e sc o m p o s e do ft h e w i d e l y u s e d ，s
10、t a b l ec h i r a lb i s o x a z o l i n e sa n dc o p p e r ( I I ) t r i f i u o r o m e t h a n e s u l f o n a t e I n t h ea b o v er e a c t i o n ，t h et r i d e n t a t eb i s o x a z o l i n e s p r o v i d eh i g h e re n a n t i o s e l e c t i v i t yt h a n t h eb i d e n t a t eo n e
11、s A d d i t i o no fm o l e c u l a rs i e v e s4 At or e a c t i o ns y s t e md r a m a t i c a l l y i m p r o v e st h ee n a n t i o s e l e c t i v i t ya n dr e p r o d u c i b i l i t y U n d e rt h eo p t i m i z e dr 6 a c t i o n c o n d i t i o n ，t h er e a c t i o no fd i e t h y l z i
12、 n cw i t hN - t o s y la r y l i m i n e sc a t a l y z e db y1 0m 0 1 c h i r a lC u ( 1 1 ) _ b i s o x a z o l i n e c o m p l e x r e s u l t e di nm o d e r a t e y i e l d sa n du p t o8 2 e e T h er e a c t i o no f t r i m e t h y l a l u m i n u mw i t hi m i n e sh a sa l s ob e e ns t u
13、d i e d W ef o u n d t h a tt h i sr e a c t i o ni sg r e a t l yi n f l u e n c e d b y t h ep r o t e c t i v eg r o u p so fi m i n e sa n d s o l v e n t s W T h et r i m e t h y l a l u m i n u ma d d i t i o nt oN - t o s y l i m i n e si nt o l u e n eg i v e sh i g hy i e l d s ，T h e n ， t
14、 h ec a t a l y t i ca s y m m e t r i ca d d t i o nr e a c t i o no ft r i m e t h y l a l u m i n u mw i t hN - t o s y l i m i n e s h a sb e e nt r i e da n do n l y5 e ei sa c q u i r e da tp r e s e n t K e y w o r d s ：i m i n e s ；d i e t h y l z i n c ；t r i m e t h y l a l u m i n u m ；b
15、i s o x a z o l i n e s ；c a t a l y t i c a s y m m e t r i ca d d i t i o nr e a c t i o n V 第一章烷基锌与哑胺的不对称加成反应研究进展 第一章烷基锌与亚胺的不对称加成反应研究进展 2 0 0 1 年的N o b e l 化学奖。3 授予了在催化不对称氢化和氧化方面做出突出贡 献的三位有机化学家wS K n o w l s ，R N o y o f i 和K B S h a r p l e s s ，这标志着催化 不对称的有机反应与合成不仅取得了令人瞩目的成就，而且表明该领域已经发展 成为有机化学研
16、究的热点和前沿之一，并将具有广阔的应用前景4 。 光学纯的含氮化台物广泛存在于自然界中，如氨基酸、多糖和尘物碱等，且 多数具有生物活性。亚胺的不对称催化反应，如还原、烯丙基化、炔基化、M a r m i c h 、 S t r e c k e r 、A z aD i e l s A l d e r 等反应。1 5 是合成光学纯含氮化合物的最有效方法之一， 因此近年来深受关注并且已经取得重大进展。 有机余属试剂与亚胺的不对称加成反应是合成手性胺的简便方法之一1 6 - 1 8 。 研究该反应既有重要应用价值，又有理论意义。因为反应生成的手性胺，既是许 多尺然J ”物、生物活性物质和手性药物的重要合成切块，又是不对称合成中常用 的拆分剂、手性辅助试剂和催化剂。另方面，与醛相比”，亚胺不对称反应的 研究相对滞后。这是因为亚胺不仅稳定性差、活泼性比醛低，而且存在顺反异 构体，或者说处在顺式一反式平衡状态中2 0 ，尤其与手性L e w i s 酸配位时这种现 象更为明显( 图i ) ，这就在一定程度上影响了反应
