新型手性相轉(zhuǎn)移催化劑設(shè)計(jì)合成及在Michael加成反應(yīng)中應(yīng)用.pdf

1、手性相轉(zhuǎn)移催化以其反應(yīng)條件溫和，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于不對(duì)稱合成反應(yīng)中。本論文從設(shè)計(jì)和合成新型手性相轉(zhuǎn)移催化劑的角度出發(fā)，以光學(xué)純聯(lián)二萘酚為原料，合成了一系列新型手性雙、單螺環(huán)季銨鹽，并研究其在不對(duì)稱Michael加成反應(yīng)中的催化效率和手性誘導(dǎo)效果。
　　 骨架的剛性和柔性是影響手性催化劑立體選擇性的兩個(gè)重要因素，由金雞納堿和聯(lián)萘酚衍生的單季銨鹽作為經(jīng)典相轉(zhuǎn)移催化劑，在許多不對(duì)稱反應(yīng)中呈現(xiàn)優(yōu)良的催化效果，但對(duì)空間體積比較大的一

2、些底物參與的挑戰(zhàn)性新反應(yīng)，呈現(xiàn)低催化活性和/或手性誘導(dǎo)效果。本論文將骨架剛性和柔性結(jié)合起來，首先設(shè)計(jì)合成一系列含有手性聯(lián)萘骨架的雙螺環(huán)季銨鹽，所有新化合物結(jié)構(gòu)經(jīng)波譜表征，其中兩個(gè)雙螺環(huán)季銨鹽結(jié)構(gòu)經(jīng)X-射線單晶衍射分析確證。
　　 將所設(shè)計(jì)合成雙螺環(huán)季銨鹽催化劑(百分之一摩爾量)，應(yīng)用于空間體積大的α，α-雙取代硝基甲烷對(duì)β-芳基-α，β-不飽和酮共軛加成反應(yīng)中，以43-99％收率和高對(duì)映選擇性(最高99.8％)得到目標(biāo)加成產(chǎn)物，

3、并發(fā)現(xiàn)通過調(diào)控連接兩個(gè)剛性螺環(huán)季銨鹽之間的脂肪鏈長(zhǎng)度，能夠?qū)崿F(xiàn)加成產(chǎn)物絕對(duì)構(gòu)型翻轉(zhuǎn)，分別得到兩個(gè)對(duì)映異構(gòu)體，即同一手性源衍生的兩個(gè)催化劑起到手性開關(guān)作用。在研究中，還發(fā)現(xiàn)在反應(yīng)放大和催化劑回收利用中，催化劑活性和選擇性無(wú)明顯降低。
　　 二苯酮亞胺甘氨酸叔丁酯與β-芳基-α，β-不飽和酮的不對(duì)稱Michael加成反應(yīng)未見文獻(xiàn)報(bào)道，顯然由于兩個(gè)反應(yīng)底物空間體積都比較大，實(shí)現(xiàn)高反應(yīng)活性和立體選擇性是個(gè)挑戰(zhàn)課題。本論文利用設(shè)計(jì)合成的雙

4、螺環(huán)季銨鹽催化劑，在溫和條件下，能夠促進(jìn)該加成反應(yīng)，以57-98％收率和高立體選擇性(最高93％ee和99:1 dr)，得到一系列手性β-芳基-α-氨基酸衍生物。所得產(chǎn)物是一類重要有機(jī)合成中間體，經(jīng)簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)化可以制備3，5-雙取代-D-脯氨酸衍生物及2-酯基吲哚衍生物。
　　 本論文最后一部分，利用手性單螺環(huán)季銨鹽作為相轉(zhuǎn)移催化劑，實(shí)現(xiàn)二苯酮亞胺甘氨酸叔丁酯與2-芳叉苯并六環(huán)酮的一鍋多步反應(yīng)，在溫和條件下以58-97％收率和高立體