《氮杂环丙醇手性配体的合成及其在不对称催化反应中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氮杂环丙醇手性配体的合成及其在不对称催化反应中的应用（75页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、At h e s i s ( d i s s e r t a t i o n ) s u b m i t t e dt oZ h e n g z h o uU n i v e r s i t yf o r t h ed e g r e eo fm a s t e rT h eS y n t h e s i so fA z i r i d i n eA l c o h o lC h i r a lL i g a n d sa n dT h eA p p l i c a t i o n si nA s y m m e t r i cC a t a l y t i cR e a c t i o nB
2、 yJ i nW a n gS u p e r v i s o r ：P r o f W e n x i a nZ h a oT h eC o l l e g eo fC h e m i s t r ya n dM o l e c u l a rE n g i n e e r i n g 一一M a y2 0 13原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：至
3、瑾日期：l 净主月刁日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：王连日期：劲l 多年皇月却日摘要摘要本文研究了以L 丝氨酸为原料合成一系列氮杂环丙醇手性配体，并考
4、察了在催化量配体的存在下，对不对称H e n r y 反应和不对称芳基化反应中的催化活性和不对称诱导效果。一、氮杂环丙醇手性配体的设计与合成以便宜易得的L 丝氨酸为原料，经酯化、缩合、还原氨化、关环，再与格氏试剂反应生成一系列的氮杂环丙醇手性配体6 a e ，1 0 a b ，1 4 a b 。共合成了1 6 个新的手性化合物，并通过I R 、1 HN M R 、1 3 CN M R 和H R M S 等手段对其结构进行了鉴定。H Oc o o H 兰竺! 生H od r yC H 3 0 H 一N H1A r 冀三1 c 。c H ，T s C ld r yE t 3 N ，T H FO 3
5、 ，4 ，5 ，6A r = 豢月H 舌2 0 0 4 年，W a n g 1 9 】等人报道了由L 丝氨酸出发合成的光学活性的二茂铁基氮杂三元环手性配体2 7 ( S c h e m e1 7 ) 。在O 5 下，将3m 0 1 的手性配体2 7 用于苯甲醛的乙基化反应中，得到9 2 7 的E e 值。反应随温度的降低，E e 值升高，但降至2 0 时，反应几乎不发生。作者还同时用配体2 8 做对比，在醛的不对称加成反应中只得到4 9 的E e 值。由此可见，相对于配体2 8 中的苯基，配体2 7 中的大位阻的二茂铁取代基更能明显提高反应的立体选择性。2 7旷N H 如 P h2 8S c
6、h e m e1 7另外，该小组还合成了不同R 基团的一系列二茂铁基氮杂三元环手性配体2 9 ( S c h e m e1 8 ) ，并将其应用到二乙基锌与苯甲醛的不对称加成反应中1 2 0 ，结果发现得到的产物均是S 构型。鉴于此，作者通过对其机理的推测，得到如下的过渡态结构( S c h e m e1 9 1 。吼N 习2 9 a R ：H2 9 d R = i - C s H 7 F eH 。X R 然三M C 2 e H 5 蒙9 e R 娟= n - C 3 mS c h e m e1 8Z n E t ， A r C H OF c 翼P h , , 毕, P hF c 舅P h 警
7、P h6叉P前言3 0 ( S c h e m e1 1 0 ) ，并将其应用到二乙基锌与芳香醛的不对称加成反应中。在0 -5 下，加入4m o l 的配体3 0 ，反应的E e 值高达9 9 。2 0 0 6 年，该实验室口2 1还报道合成了光学活性的二茂铁基氮杂四元环3 1 ( S c h e m e1 1 0 ) ，并用二乙基锌与苯甲醛的不对称加成反应检测了该配体，得到9 8 4 的E e 值，作者还发现该配体可以用于醛的芳基化反应，反应E e 值高达9 5 7 。萤盘黧0 a R 患= P h 。H o 乓R R 妣0 c R = ：C 2 3 0 dRP r H 5=懿FEeR、H
8、o 乍3 03 1S c h e m e1 1 02 0 0 7 年，D o g a n 2 3 】等人报道合成了一系列具有多手性中心的二茂铁基氮杂三元环配体3 2 ( S c h e m e1 1 1 ) ，并研究了配体3 2 对各种醛包括芳香族、脂肪族和戗，p 不饱和在内的不对称烷基化反应，其中，配体3 2 a 的催化效果最好。通过对实验条件的优化，在室温下，加入3m 0 1 的配体，以二茂铁甲醛做底物时，能得到高于9 9 的E e 值。D o g a n 实验室在此基础上还研究了配体3 2 催化芳香醛、 杂芳香醛、脂肪醛以及不饱和醛的不对称炔基化反应 2 4 , 2 5 】。使用T i
9、( O i P r ) 4 E t 2 Z n 催化体系，加入1 0m 0 1 的配体，其中催化效果最好的是手性配体3 2 b ( S c h e m e1 1 2 ) ，在脂肪炔、己炔和庚炔对苯甲醛的加成反应中，产物的E e 值都达到了9 4 。 菇鼬拶3 2 b3 2 c3 2 dS c h e m e1 1 11 3 2 氮杂小环手性配体在不对称硼氢化反应中的应用1 9 9 2 年，R a m a 2 6 1 等人首次报道了将氮杂环丁醇手性配体3 3 ( S c h e m e1 1 2 )用来催化芳香酮的不对称硼氢化反应，实验表明，3 3 a 的催化效果比3 3 b 略强，对各种取代的
10、芳香酮的不对称硼氢化反应都表现出很好的催化效果和对映选择性。其中，以氯代苯乙酮做底物时，反应的E e 值高达9 7 。7吵洋舻。攀髫些灌N 拿。避HH 善O R 少R ： O H 审HP h 审N 擞B , O p hS c h e m e1 1 22 0 0 8 年，N i u 2 7 l 等人报道了将4 羟基L 脯氨酸与树状高分子相连，得到一系列的手性催化剂3 4 ( S c h e m e1 ，1 3 ) ，以苯乙酮的的不对称硼氢化反应为模版，对反应条件和催化剂进行了筛选，7 0 下，以T H F 为溶剂，加入2 5m 0 1 的催化剂，其中，3 4 f 的催化效果最佳，E e 值高达9
11、 5 。在优化好的最佳条件下，作者研究了该催化体系对各种取代的芳香酮的不对称硼氢化的催化效果，均取得良好的催化效果，E e 值高达9 6 。通过对各个配体催化结果的对比，实验表明，通过高分子负载以后的催化剂，随着代数的增加，其催化活性也略有增加，而且该催化在经回收循环使用4 次以后，不影响其催化活性。R =R v O3 4 a ：r 江R= = 3 4 b ：，RR L O RO l、OO 占oR - - - - O g JKO 讹三八。A 。八RR 八。以。八RO JO j m 众。On 岁火O “RS c h e m e1 1 3。n m1 3 3 氮杂小环手性配体在不对称M i c h
12、a e l 反应中的应用不对称M i c h a e l 加成反应，是有机反应中的一类经典反应，也是形成碳碳键的最常用的方法之一，又称1 ，4 加成反应或者共轭加成反应。在该反应中，0 L ，p不饱和羰基化合物中的B 位碳原子由于羰基的吸电子性而略显正电，容易引起亲核试剂的进攻而产生不对称加成。1 8 8 7 年，M i c h e a l 对此进行了系统的研究，8O L&O - 日U 吾并由此得名，后被人用于药物和天然产物的合成中。2 0 0 9 年，W a n g 等人【2 8 】首次报道了半冠醚手性配体和二乙基锌络合来催化亚磷酸二烷基酯对查尔酮的不对称M i c h a e l 加成反应
13、( S c h e m e1 1 4 ) 。由于半冠醚手性配体和二乙基锌络合形成的双核锌催化剂可以在反应中同时发挥L e w i s 酸和L e w i s 碱的双重作用。因此，作者认为这种双官能性的催化剂应该可以形成一种锌磷酸酯中间体进而催化磷参与的不对称M i c h a e l 加成反应。实验结果证明，与N 苄基保护的二苯基脯氨醇相比较，半冠醚催化剂的催化活性更为优越。OP h 少沁八P hO + H 一 O R O RE t 2 Z n ，L弘P h 电O HH ONO HNP h 基hS c h e m e1 1 4随后，该课题组例又报道了将该配体用来催化下亚磷酸二烷基酯和0 【，1
14、 3 - 不饱和N 一酰基吡咯的不对称M i c h a e l 加成反应( S c h e m e1 1 5 ) ，该反应可以在温和的条件进行，而且取得了很好的催化效果，该反应的产率和E e 值最高可达9 9 和9 9 。0I|0 P h 姒固一l 吕k 。- - O R R斟o RE t 2 Z n ，L4 AM SR R o O 、- P pO黔 P h M 固P 艺S c h e m e1 1 5O HH ONO HN1 3 4 氮杂小环手性配体在不对称D i e l s A l d e r 反应中的应用D i e l s A l d e r 反应，即 4 + 2 】环加成反应，1 9
15、 2 8 年首次被科学家发现，1 9 5 0年，W o o d w a r d 首次将其应用于全合成中。由于D A 反应可以一次性的形成两个化学键，并且可以同时生成4 个相邻的具有可预见立体化学的手性中心，近年来受到人们的广泛关注。1 9 9 8 年，S t a r m a n s p U j 等人报道了合成了氮杂环丁醇手性配体3 5 和3 6 ( S c h e m e1 1 6 ) ，用来催化环戊二烯和a , 1 3 不饱和醛的不对称D i e l s A l d e r 反应，并取得良好的催化效果，产物的e n d o e x o 最高可达9 2 8 ，但立体选择性不高。9日U 舌 +
16、一一罐I 罐皂S c h e m e1 1 62 0 0 8 年，P a o l o l 3 1 】等人报道了由降麻黄碱手性配体3 7 和E r ( O T i ) 3 络合来催化0 【，B 不饱和酰氯和芳香醛以及杂原子芳香醛的 4 + 2 】环加成反应( S c h e m e1 1 7 ) ，可以高选择性的得到6 内酯化合物，通过对实验条件的优化，在1 0 ，加入0 2e q u i v 的手性配体，1 5e q u i v 的E r ( O T f ) 3 以及2 5e q u i v 的D I P E A ，对0 【，p不饱和酰氯和苯甲醛的环加成反应，E e 值最高可达9 5 。该催化体系在对各种取代的芳香醛做底物时，都能取得很好的催化效果，E e 值为8 8 9 8 。OR rc
