引言
TADDOL-Ti络合物和DBFOX-Ni络合物作为典型有效的金属络合物催化剂可以催化;5-酮酸酯不对称ct-羟基化反应,体系以氮杂氧杂环丙院类化合物为氧化剂,可得到最高97% 和97%的产率;2009年,Zhong等以亚硝基苯类化合物为氧化剂,手性BINOL衍生的布朗斯特酸为催化剂,反应对映选择性可高达98% ee,产率最高达88%。以上几种方法虽然催化效果很好,但是存在催化剂价格贵且不易制备,氧化剂结构复杂且毒性较大的局限性。有机小分子催化剂领域内手性布朗斯特碱也可以催化此氧化反应。杜邦公司发现的金鸡纳碱辛可宁,Jorgensen课题组报道的二氢奎宁,以及本课题组发现的二萜类生物碱高乌甲素、金鸡纳碱季铵盐和噻吗洛尔类似物也可以催化此类反应,反应对映选择性可分别达到50% ees S5%ee. 74%ee和57%ee。这种类型的有机催化剂对空气和湿度稳定,毒性相对较小,因此有必要进一步研究开发。另外值得一提的是杜邦公司每年要生产几百吨茚虫威,消耗大量的辛可宁,但是辛可宁价格高,因此开发廉价有效且容易制备的催化剂来代替辛可宁更是十分必要的。
金鸡纳生物碱是一类重要的不对称有机催化剂,杜邦公司使用的辛可宁C-9位的羟基起到氫键供体的作用,与底物形成很好的键合作用,从而起到控制产物构型的作用。本文采用电子等排理论,将羟基转化为氨基,并在氨基部分进行衍生,得到了一系列衍生物作为催化剂,催化5-氯-1-茚酮-2-甲酸甲酯不对称a-羟基化反应。本课题组已经发现噻吗洛尔是有效的催化剂,但是氧化产物的构型为型,所以本文使用S-环氧氯丙烧为原料合成一系列R构型的噻吗洛尔衍生物作为催化剂,解决了氧化产物构型的问题。另外由于噻吗洛尔的噻二唑环不稳定,在催化反应过程中会发生分解,为解决这个问题,本文将噻二哇环换为更加稳定的结构,合成一系列催化剂,考察其催化5-氯-1-茚酮-2-甲酸甲酯不对称a-羟基化反应的效果,为以后继续研究此类催化剂奠定了一定的基础。
1 文献综述.......2
1.1过渡金属络合物催化^二羰基化合物不对称........2
1.2有机催化尽二羰基化合物不对称ct-羟基化反应......4
1.3尽氨基醇类化合物在不对称催化反应中的应用.....8
1.4手性於氨基醇类化合物的合成研究........11
1.5基金鸡纳碱及其衍生物的应用.........13
1.6选题意义及研究内容......14
2金鸡纳碱衍生物的制备及其催化酮酸酯不对称a-羟基化反应..........16
2.1引言............16
2.2结果与讨论........16
2.3 实验部分..........18
3基醇类化合物催化/酮酸酯不对称a-羟基化反应的效果........27
3.1引言.....27
3.2结果与讨论.........27
3.2.1催化剂A1-A10的催化效果研究........27
3.2.2催化剂A11-A23的催化效果研究.......29
3.3实验部分.......36
结论.......60
参考文献........61
结论
作者设计改变辛可宁C-9位成氧键的性能,将羟基转化为氨基,并对氨基部分进行一系列衍生,合成了催化剂Cn-2-Cn-10,考察了其对5-氯-1-茚酮-2-甲酸甲酯的不对称ct-轻基化反应的催化效果,结果不是很理想,表氨基辛可宁Cn-2有一定的催化活性,对映异构体选择性为30% ee,但产率仅为31%; 9-氨基(9-去氧)辛可宁Cn-3的催化活性基本消失,产率为16%,对映异构体选择性仅为6% ee。其中邻经基苄氨结构的摧化剂的立体选择性发生变化,该基团使具有一定立体选择性的Cn-2的立体选择性减小为却又使Cn-3的立体选择性提高至31% 。而对苯破酰基衍生物和脲衍牛:物的催化活性均使立体选择性下降。
参考文献
[1]宫斌,孟庆伟,苏田,高,1,先.手性药物催化/酮酸酯不对称羟基化反应研究[J].有机化-T-,2010, 30: 401-408.
[2]潘圣强,张从海,林军等.手性/氨基醇的简徒合成及其不对称催化反应[J]. 机化学,2011,31: 193-196.
[3]柳文敏,王巧峰,张生勇.手性/5-氨基醇催化a/不饱和酮的不对称环氧化反应[J].有机化学,2007, 27: 862-865.
[4]柳文敏,刘雪英,宋瑞娟,等.Sharpless不对称双轻基化反应合成手性/5"氨基醇[J].有机化学,2006, 26:341-345.
[5]陶京朝,弓建红,刘玉露等.1, 2-—苯基-2-氨基乙醇的合成与机理研究[J].郑州人学学报:理学版,2004, 36(2): 76-79.
[6]Zielinska-Blajet M, Kucharska M, Skarzewski J. Simple enantiospecific synthesis ofsulfides of Cinchona alkaloids [J]. Synhesis, 2006, 7: 1176 - 1182.
[7]Luo丄 Xu L W, Lu Y X, et al. Asymmetric Michael Addition mediated by novel Cinchonaalkaloid-derived bifunctional catalysts containing sulfonamides[J]. Org Lett. , 2009,11 (2) , 437-440.
[8]Amere M, Lasne M C, Rouden J. Highly enantioselective decarboxylative protonation ofot-aminomalonates mediated by thiourea Cinchona alkaloid derivatives: access to bothenantiomers of cyclic and acyclic a-aminoacids[j]. Org. Lett., 2007, 9(14), 2621-2624.
[9]Vakulya B, Varga S, Soos T. Highly enantioselective conjugate addition of nitromethaneto chalcones using bifunctional Cinchona organocatalysts[J]. Org. Lett., 2005, 7(10),1967-1969.
[10]Patil R D, Joshi G. KHSO" a highly efficient and reusable heterogeneous catalyst forhydroarylation of siyrenesQ]. Monatsh Chem. 2010, 141: 1093 - 1099.