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轴手性联萘骨架的含膦席夫碱类配体的设计与合成及其在不对称催化反应中的应用

作　者: 姜佳俊
导　师: 施敏
学　校: 华东理工大学
专　业: 有机化学
关键词: 有机膦席夫碱 Henry反应羟基化氯化 β-酮酯不对称烯丙基烷基化反应极性反转烯丙基化 MBH碳酸酯羰基吲哚
分类号: O621.25
类　型: 博士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本论文主要研究了新颖的轴手性联萘骨架的含膦席夫碱类配体的设计与合成及其在不对称催化反应中的应用,以及手性膦催化剂在不对称催化反应中的应用。全文可分为三大部分：第一部分是将新合成的手性配体应用于一价铜催化的不对称反应中,这些反应包括不对称Henry反应,β-酮酯的羟基化以及β-酮酯的氯化反应。第二部分是将新合成的手性配体应用于二价钯催化的不对称反应中,其中包括不对称烯丙基烷基化反应和醛的不对称极性反转烯丙基化反应。第三部分是将手性膦催化剂应用于MBH碳酸酯与2-羰基吲哚的不对称烯丙基烷基化反应。1.我们设计并合成了一系列具有轴手性联萘骨架的含膦席夫碱类配体L1-L10,并考察了其在Cu(Ⅰ)催化的芳香醛和硝基甲烷的不对称Henry反应中的应用,取得了中等到良好的收率(28-87% yield)和良好的对映选择性(65-80%ee)。值得指出的是,这是迄今为止第一例含膦类配体在不对称Henry反应中的应用,而且通过对反应体系中催化剂的活性物种进行核磁共振氢谱和膦谱的实时跟踪监测,我们认为在我们这个一价铜的催化体系中,轴手性联萘骨架的含膦席夫碱类配体L4和金属中心为N,P,O-三齿型配位。2.为了考察配体中羟基数量对催化体系的手性诱导能力的影响,我们成功地制备了含有双羟基的轴手性联萘骨架的含膦席夫碱类配体L11和L12,并将其应用于Cu(Ⅰ)催化的β-酮酯的不对称α-羟基化反应中,取得了优秀的收率(90-99%yield)和良好的对映选择性(51-71%ee)。通过对配体的系统考察,我们发现增加配体中所含羟基的数量可能会通过增加配体和金属铜盐的络合位点,有效的提升催化剂手性诱导的能力。该工作拓展了我们所发展的轴手性联萘骨架的含膦席夫碱类配体的应用范围,也是首例利用含手性配体金属铜(Ⅰ)的配合物来有效催化β-酮酯的不对称α-羟基化反应。3.初步探索了轴手性联萘骨架的含膦席夫碱类配体L12在Cu(Ⅰ)催化的β-酮酯的不对称α-氯化反应中的应用,并且以良好到优秀的收率(78-99%yield)和良好的对映选择性(50-82%ee)获得了相应的α-氯代产物。本工作不但拓展了该类配体在不对称合成中的应用,同时也是对现有的β-酮酯的不对称α-氯化反应催化体系的一个有益补充。4.考察了轴手性联萘骨架的含膦席夫碱类配体L12-金属钯(Ⅱ)催化的1,3-二苯基烯丙基醋酸酯和丙二酸二甲酯的不对称烯丙基烷基化反应(AAA),取得了良好的不对称催化效果(63% yield and 71% ee)。此外,系统考察了反应温度、溶剂以及添加的无机盐对反应的活性和对映选择性的影响,发现氯化锂的加入有利于该反应的手性诱导。5系统考察了轴手性联萘骨架的含膦席夫碱类配体L3-金属钯(Ⅱ)的催化体系在醛的不对称极性反转烯丙基化反应中的应用,取得了良好的收率(25-94% yield)和中等的对映选择性(up to 68% ee)。在优化反应条件的过程中,我们发现含有两个羟基的配体Lll和L12并没有获得最佳的手性诱导结果,我们推测其原因可能是因为配体中的两个羟基并没有参与和醋酸钯的配位,从而无法显现该配体在手性诱导过程中的优势构型。随后,我们对反应体系中催化剂的活性物种进行了初步探索,并且成功的培养出了适合于X-ray晶体衍射分析的单晶IV-C1,之后的X-ray晶体衍射的数据也证实了我们之前的猜测,在该催化体系中轴手性联萘骨架的含膦席夫碱类配体为N,P-双齿型配体。6考察了首例手性膦催化剂催化的MBH碳酸酯与2-羰基吲哚的不对称烯丙基烷基化反应,取得了相当不错的手性诱导结果,能够有效地构建含有吲哚骨架的手性化合物,而且该类化合物结构广泛地存在于具有潜在药用价值的天然产物中。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
前言  11-23
第1章基于联萘骨架的含膦席夫碱类配体的设计与合成及其在不对称Henry反应中的应用  23-36
  1.1 引言  23-25
  1.2 轴手性含膦席夫碱类配体的合成  25-27
  1.3 轴手性含膦席夫碱类配体在不对称Henry反应中的应用  27-32
  1.4 反应体系中催化剂活性物种的初步探索  32-35
  1.5 本章小结  35-36
第2章基于联萘骨架的含膦席夫碱类配体在β-酮酯的不对称α-羟基化反应中的应用  36-46
  2.1 引言  36-38
  2.2 轴手性含膦席夫碱类配体的合成  38-39
  2.3 轴手性含膦席夫碱类配体在β-酮酯的不对称α-羟基化反应中的应用  39-44
  2.4 本章小结  44-46
第3章基于联萘骨架的含膦席夫碱类配体在β-酮酯的不对称α-氯化反应中的应用  46-54
  3.1 引言  46-49
  3.2 轴手性含膦席夫碱类配体在不对称β-酮酯的α-氯化反应中的应用  49-52
  3.3 本章小结  52-54
第4章基于联萘骨架的含膦席夫碱类钯络合物的合成及其在不对称反应中的初探  54-68
  4.1 轴手性含膦席夫碱类配体在不对称烯丙基烷基化反应中的应用  55-58
  4.2 轴手性含膦席夫碱类配体在醛的不对称极性反转烯丙基烷基化反应中的应用  58-68
第5章手性膦催化的Morita-Baylis-Hillman碳酸酯的不对称官能团转化  68-80
  5.1 引言  68-76
  5.2 手性膦催化剂的合成  76-77
  5.3 手性膦催化剂在MBH碳酸酯和2-羰基吲哚的不对称烯丙基烷基化反应中的应用  77-80
全文总结  80-84
实验部分  84-124
参考文献  124-138
附录  138-147
致谢  147-148
卷内备考表  148

轴手性联萘骨架的含膦席夫碱类配体的设计与合成及其在不对称催化反应中的应用

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