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基于樟脑骨架的手性胍的设计与合成及其在催化β-酮酸酯不对称氨化反应中的应用

作　者: 穆宏芳
导　师: 王保民
学　校: 大连理工大学
专　业: 药物化学
关键词: 有机催化手性胍光学α-氨基酸樟脑 β-酮酸酯的不对称亲电氨化反应
分类号: R914
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

不对称有机催化,即手性有机小分子催化的有机转化,在手性分子的合成中是一个较新且备受欢迎的领域。作为有机催化剂的重要成员之一,手性胍催化剂(其他有机小分子催化剂包括L-脯氨酸及其衍生物,金鸡纳碱及其衍生物,手性膦酸,手性硫脲等),已经成为有机催化合成手性分子工具箱中的一种重要工具。因此,发展新的手性胍催化剂并将其应用于不对称催化近年来备受关注。光学纯的α-氨基酸被广泛地应用于医药、农药领域,同时也是合成有价值的生物分子的必备原料。目前,获取光学纯的α-氨基酸的方法主要有从天然产物中分离的方法和不对称合成法。由于天然α-氨基酸来源和数量有限,且构型单一(L-构型),因此,高效地催化合成光学纯的天然和非天然α-氨基酸及其衍生物一直以来都是有机催化研究的热点领域之一。本文着眼于新型手性胍催化的设计与合成及其催化应用。以廉价的天然樟脑为基本骨架,经过简单的7步反应,合成了2个新型的樟脑骨架手性胍催化剂(c-1,c-2)并应用于偶氮二甲酸二酯对β-酮酸酯的催化不对称亲电氨化反应,对映选择性地合成α-氨基酸衍生物。作为比较,又合成了Tan组双环手性胍催化剂(c-3,c-4)和Feng组双功能手性胍催化剂(c-5,c-6)。对反应溶剂、温度、浓度、催化剂、催化剂用量、偶氮二甲酸二酯等反应条件进行了优化,结果表明我们设计合成的樟脑骨架手性胍催化剂c-2效果最好。最终确定了最优的反应条件,以廉价易得的偶氮二甲酸二乙酯(DEAD)为亲电试剂,扩展了20个β-酮酸酯底物。反应不需要惰性气体保护,-78℃下反应速度都比较快,产率都高达99%,ee值能达到90%。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
引言  8-9
1 文献综述  9-36
  1.1 手性胍在不对称合成中的应用  9-24
    1.1.1 Henry反应  9-10
    1.1.2 Michael反应  10-13
    1.1.3 Diels-Alder反应  13
    1.1.4 质子化反应  13-14
    1.1.5 亲核环氧化反应  14-15
    1.1.6 Strecker反应  15
    1.1.7 三甲基硅氰化反应  15-16
    1.1.8 Aldol反应  16
    1.1.9 Mannich反应  16-17
    1.1.10 异构化反应  17
    1.1.11 不对称氮丙啶化反应  17-18
    1.1.12 Claisen重排反应  18-19
    1.1.13 烷基化反应  19-20
    1.1.14 形式上的[4+2]环加成反应  20-21
    1.1.15 胍作为配体  21
    1.1.16 氮丙啶开环反应  21-22
    1.1.17 电氨化反应  22-24
  1.2 β-酮酸酯不对称亲电氨化的催化方法  24-35
    1.2.1 Cu配合物催化剂  24-26
    1.2.2 Ln配合物催化剂  26-27
    1.2.3 Pd配合物催化剂  27
    1.2.4 Ni配合物催化剂  27-28
    1.2.5 金鸡纳生物碱催化剂  28-30
    1.2.6 双功能硫脲和脲催化剂  30-31
    1.2.7 咪唑啉催化剂  31-32
    1.2.8 手性胍催化剂  32-33
    1.2.9 季铵盐催化剂  33-34
    1.2.10 季磷盐催化剂  34
    1.2.11 方酰胺衍生物催化剂  34-35
  1.3 本论文的选题背景及依据  35-36
2 催化剂手性胍和底物β-酮酸酯的合成  36-53
  2.1 实验部分  36-52
    2.1.1 合成路线  36-39
    2.1.2 试剂及仪器  39-40
    2.1.3 实验步骤  40-47
    2.1.4 化合物结构表征数据  47-52
  2.2 结论  52-53
3 手性胍催化β-酮酸酯的α-亲电氨化反应  53-69
  3.1 实验部分  53-55
    3.1.1 反应通式  53
    3.1.2 试剂及仪器  53-55
    3.1.3 亲电氨化反应的一般步骤  55
  3.2 结果与讨论  55-69
    3.2.1 反应条件优化  55-61
    3.2.2 底物扩展  61-63
    3.2.3 化合物结构表征数据  63-69
结论  69-70
参考文献  70-75
附录化合物核磁谱图  75-97
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  97-98
致谢  98-99

基于樟脑骨架的手性胍的设计与合成及其在催化β-酮酸酯不对称氨化反应中的应用

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