9-氨基奎宁催化的不对称迈克尔加成反应研究

论文摘要

金鸡纳生物碱衍生的伯胺催化剂在不对称催化中的应用越来越广泛,是一类对环境友好,可循环利用,催化效果好的有机小分子催化剂。本论文从三个部分研究了它们在不对称迈克尔加成反应中的应用：（1）不对称催化串联反应合成光学活性的色烯衍生物；（2）不对称催化迈克尔加成反应和1,3-偶极环加成反应合成多环的、官能团化的四氮唑衍生物；（3）不对称催化3-氰基-4-甲基香豆素与α,β-不饱和酮的烯丙位迈克尔加成反应研究。首先,本课题将9-氨基奎宁用于催化2-羟基芳基-α,β-不饱和酮与丙二腈的不对称串联反应,该反应先经历迈克尔加成,由于酚羟基存在,再亲核加成而分子内关环,接着质子迁移,在最佳反应条件下,首次合成了一系列光学活性的2-氨基-3-氰基色烯衍生物（up to 84% yield,up to 96% ee）。通过单晶衍射,确定了分子的绝对构型。实验证明,该迈克尔加成-分子内关环-质子迁移串联反应底物适用范围广其次,本课题首次将9-氨基奎宁用于催化2-叠氮芳基-α,β-不饱和酮和丙二腈合成手性三环相并的四氮唑衍生物,反应过程分不对称迈克尔加成反应和分子内的1,3-偶极环加成反应两步进行,虽然所得产物非对映选择性不理想（53：47-63：37 dr）,但对映选择性高达99%。此外,我们还研究了一锅法制备四氮唑衍生物,对映选择性和非对映选择性都有所降低。最后,本课题用9-氨基奎宁作催化剂,首次用于催化3-氰基-4-甲基香豆素与α,β-不饱和酮的烯丙位不对称迈克尔加成反应,通过对添加剂、反应溶剂、反应温度等条件的优化,我们顺利的合成了光学活性的香豆素衍生物（51-91% yield,85-95% ee）。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 金鸡纳生物碱衍生的伯胺催化剂研究进展
• 1.1 引言
• 1.2 金鸡纳生物碱衍生的伯胺催化剂的类型
• 1.3 金鸡纳生物碱衍生的伯胺催化剂的主要作用机理
• 1.4 基于亚胺正离子活化途径的简单共轭加成反应
• 1.4.1 丙二腈与α,β-不饱和酮的不对称共轭加成反应
• 1.4.2 氟代双苯磺酸甲烷与α,β-不饱和酮的不对称共轭加成反应
• 1.4.3 硝基乙酸乙酯与α,β-不饱和酮的不对称共轭加成反应
• 1.4.4 溴代硝基甲烷与α,β-不饱和酮的不对称共轭加成反应
• 1.4.5 二烯酮与丙二腈的迈克尔加成反应
• 1.5 基于烯胺活化途径的简单不对称反应
• 1.5.1 芳香酮与α,α-二氰基化合物的迈克尔加成反应
• 1.5.2 丙酮与α-氧代-β,γ-不饱和酯的Aldol反应
• 1.6 金鸡纳生物碱衍生的伯胺催化的氧化反应
• 1.7 金鸡纳生物碱衍生的伯胺催化的不对称串联反应
• 1.7.1 环己烯酮与溴代硝基甲烷的环加成反应
• 1.7.2 2-吡喃酮与不饱和酮的不对称Diels-Alder反应
• 1.7.3 α,α-二氰基烯烃与α,β-不饱和酮的迈克尔加成反应
• 1.7.4 2,6-庚二酮衍生物分子内不对称羟醛缩合反应
• 1.7.5 不对称Michael-Henry串联反应
• 1.7.6 2-乙酰基-6-氧代己烯酸酯衍生物与硝基烯烃的不对称串联反应
• 1.7.7 丙酮与2-羟基芳基硝基烯烃的不对称串联反应
• 1.8 本章小结
• 第二章 不对称串联反应合成光学活性的色烯衍生物
• 2.1 引言
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 反应条件的优化
• 2.2.1.1 催化剂和添加剂的筛选
• 2.2.1.2 溶剂的筛选
• 2.2.2 反应底物的扩展研究
• 2.2.3 产物绝对构型的确定
• 2.2.4 反应机理
• 2.3 实验部分
• 2.3.1 仪器药品说明
• 2.3.2 催化剂的合成
• 2.3.3 丙二腈与2-羟基芳基-α,β-不饱和酮不对称串联反应
• 2.4 本章小结
• 第三章 不对称催化合成手性三环四氮唑衍生物
• 3.1 引言
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 反应条件的优化
• 3.2.1.1 催化剂的筛选
• 3.2.1.2 添加剂和溶剂的筛选
• 3.2.1.3 1,3-偶极环加成条件筛选
• 3.2.2 反应底物的扩展研究
• 3.2.3 产物的分子结构
• 3.3 实验部分
• 3.3.1 药品仪器说明
• 3.3.2 催化剂的合成
• 3.3.3 手性三环四氮唑衍生物的合成
• 3.4 本章小结
• 第四章 3-氰基-4-甲基香豆素与α,β-不饱和酮烯丙位不对称迈克尔加成反应
• 4.1 引言
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 反应条件的优化
• 4.2.1.1 催化剂的筛选
• 4.2.1.2 添加剂和溶剂的筛选
• 4.2.2 反应底物的扩展研究
• 4.2.3 产物绝对构型的确定
• 4.3 实验部分
• 4.3.1 药品仪器说明
• 4.3.2 催化剂的合成
• 4.3.3 烯丙位不对称迈克尔加成反应
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结
• 参考文献
• 附录1 与论文相关的缩略语
• 附录2 部分化合物NMR Spectra
• 附录3 部分化合物HPLC Spectra
• 致谢
• 攻读学位期间取得的研究成果