手性β-氨基醇的制备及其催化的不对称Henry反应和前手性酮的不对称还原反应研究

论文摘要

不对称催化合成是当今有机化学的前沿领域之一。Henry反应是重要的碳碳成键反应，产物β-硝基醇是重要的有机合成中间体，可以进一步转化为β-氨基醇、硝基烯烃或含硝基的羰基化合物。光学活性的仲醇是许多不对称合成中的重要手性配体，也是许多手性药物、天然产物的前体，可通过硼烷对前手性酮的不对称还原来制备。由于手性β-硝基醇和光学活性仲醇是重要中间体，因此研究不对称Henry反应和潜手性酮的不对称还原反应具有重要意义和实际价值。β-氨基醇作为一类优秀的手性配体，具有来源广泛、价格低廉、可以与Lewis酸一起有效地催化多种不对称反应。本文以廉价的L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐和L-苯甘氨酸甲酯盐酸盐为手性源，通过简便的合成路线得到了两个类型的手性β-氨基醇配体：手性席夫碱类和手性β-氨基醇类，并将它们分别应用于不对称Henry反应和潜手性酮的不对称还原反应的研究。本文主要分为以下三部分：1.手性氨基醇的合成。①苯甘氨酸甲酯盐酸盐和苯丙氨酸甲酯盐酸盐分别与格氏试剂反应或与NaBH4直接还原得到6个β-氨基醇，再与2-羟基-1-萘甲醛反应制备6个席夫碱配体用于催化不对称Henry反应。②①中β-氨基醇与芳香醛缩合得席夫碱，之后再还原制备9个N-取代的手性β-氨基醇并且应用于催化前手性酮不对称还原反应。①②所得配体均经熔点、MS、IR、1HNMR或13CNMR等表征。2.将手性席夫碱配体用于催化硝基甲烷对醛的不对称Henry反应，考察这些配体的催化性能。确定的最优的反应条件是：溶剂为正丁醇，路易斯酸是Cu（OAc）2.2H2O，硝基甲烷的添加量为0.6mL（36eq），在最优化的条件之下，当底物是3-NO2取代苯甲醛时，由1,1-二苯基苯丙氨醇和2-羟基-1-萘甲醛缩合得到的席夫碱S2催化的不对称Henry反应取得了较为理想的结果（95% Yeild, 91% ee）。3.将前面制备的N-取代手性氨基醇应用于硼烷催化的潜手性酮不对称还原反应。确定的最优反应条件是：于无水THF中，当1,1-二苯基苯甘氨醇和水杨醛缩合然后还原制备的手性β-氨基醇AL01添加量为50 mol %时，使用1.2eq的BH3·THF还原苯乙酮的ee值可以达到89%。在使用10mol% AL01催化邻硝基取代苯乙酮的不对称还原时，ee值可以达到87%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 不对称Henry 反应研究进展
• 1.1 引言
• 1.2 噁唑啉类配体
• 1.2.1 双噁唑啉配体
• 1.2.2 硼桥双噁唑啉配体
• 1.2.3 双噁唑烷配体
• 1.2.4 固相催化的噁唑啉类配体
• 1.3 氨基醇类配体
• 1.3.1 氨基醇配体
• 1.3.2 亚胺醇配体和席夫碱配体
• 1.4 含氮杂环类配体
• 1.4.1 氨基吡啶和亚胺吡啶配体
• 1.4.2 双哌啶配体
• 1.4.3 咪唑配体
• 1.5 二胺类配体
• 1.6 本章 小结
• 参考文献
• 第二章 前手性酮不对称还原研究进展
• 2.1 引言
• 2.2 手性氨基醇衍生的噁唑硼烷不对称催化前手形酮还原反应的研究进展
• 2.2.1 发展简况
• 2.3 在CBS 催化剂基础上的发展
• 2.3.1 噁唑硼烷环系的变化对对映选择性的影响
• 2.3.2 基于高分子聚合物支载的（S）-二苯基脯氨醇催化前手性酮的不对称还原
• 2.4 小结
• 参考文献
• 第三章 手性β-氨基醇的制备
• 3.1 引言
• 3.2 实验设计
• 3.3 实验部分
• 3.3.1 实验材料
• 3.3.2 试剂的纯化：
• 3.3.3 以氨基酸甲酯盐酸盐为原料制备手性氨基醇
• 3.3.4 2-羟基-1-萘甲醛的制备
• 3.3.5 手性席夫碱的制备
• 3.3.6 还原胺化制备N-取代氨基醇配体
• 3.4 谱图解析举例
• 本章小结
• 参考文献
• 第四章 手性席夫碱催化的不对称Henry 反应研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验设计
• 4.3 结果和讨论
• 4.4 实验部分
• 4.4.1 实验材料
• 4.4.2 不对称Henry 反应实验操作
• 4.5 本章小结
• 参考文献
• 第五章 手性氨基醇催化的前手性酮不对称还原反应
• 5.1 引言
• 5.2 实验设计
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 手性β-氨基醇在苯乙酮不对称还原中的应用
• 5.3.2 β-氨基醇催化苯乙酮不对称还原条件探索
• 5.3.3 底物拓展实验部分
• 5.4 实验部分
• 5.4.1 实验材料
• 5.4.2 前手性酮还原的操作
• 5.5 本章小结
• 参考文献
• 附录
• 附录1 质谱图
• 附录2 NMR 谱图
• 致谢
• 攻读学位期间发表及撰写的学术论文