论文摘要
有机催化具有无金属、实验操作简便、催化剂容易回收和再利用等优点,是当前有机合成化学研究的一个热点领域。我们利用羰基化合物氰化反应和Henry反应研究了若干亲核性有机化合物的催化性能,发现硅基烯酮缩醛、磷叶立德、鏻盐以及膦—贫电子烯烃双试剂体系都具有良好的催化活性,从而有效地拓展了有机小分子催化剂的类型,为发展环境友好的新型有机合成反应提供了新途径。通过测试一些常见中性π—亲核试剂催化羰基化合物氰化反应的能力,我们发现硅基烯酮缩醛能够高效地催化多种醛、酮的氰化反应,以几乎定量的产率得到相应的羟腈化合物,而且反应具有条件温和、产物纯化简便等优点。这是中性π—亲核试剂催化有机合成反应的第一例。与硅基烯酮缩醛不同的是,具有亲核性的磷叶立德可以和羰基化合物发生Wittig反应。但我们发现,磷叶立德催化羰基化合物氰化反应的活性远远超过其与羰基本身发生Wittig反应的活性。进一步研究表明,稳定、易得的磷叶立德Ph3P=CHCO2Me能够高效地催化多种醛、酮的硅氰化反应。这是首次将磷叶立德用于催化重要的有机合成反应。我们还发现,制备磷叶立德的前体鏻盐能够高效地催化酮的硅氰化反应。由于膦可与贫电子烯烃发生Michael加成反应而生成具有碱性和亲核性的两性离子,因此我们利用这两种化合物来催化Henry反应。虽然三苯基膦和丙烯酸甲酯均不能单独催化该反应,但是两者的合用就能够将多种醛、α-酮酸酯高效地转化为相应的β-硝基醇。氘代实验证明三苯基膦和丙烯酸甲酯所生成的两性离子是该反应的催化活性物种。该双试剂体系还成功地用于催化羰基化合物的硅氰化反应。我们还设计并合成了一系列手性碳亲核试剂和鏻盐,并对羰基化合物氰化反应和Henry反应分别进行了不对称催化尝试,发现手性磷叶立德催化酮硅氰化反应的对映选择性可以达到50%ee。