手性有机酸盐催化酮的不对称硅腈化反应研究

论文摘要

氰醇是合成一些多官能基化合物的重要中间体。手性氰醇还是不对称合成中的重要手性源之一。酮的不对称硅腈化反应作为制备光学活性氰醇的直接而有效的方法,已被广泛接受。本研究将手性有机酸盐成功应用于酮的不对称硅腈化反应,发展了一个不对称催化反应新体系。筛选出简单易得的L-苯甘氨酸钠用于催化酮的不对称硅腈化反应,通过反应条件优化,30 mol%催化剂用量,对大多数芳香酮、脂肪酮、α,β-饱和和α,β-不饱和酮、α,α-二烷氧基酮大都获得高的收率和对映选择性,-45 oC条件下,在很短的反应时间内,产物氰醇硅醚的收率高达99%,对映选择性达到97% ee。条件优化实验表明,催化剂官能团和碱金属离子对反应收率和选择性都有很大影响。与手性碳相连的苯环也很重要,催化剂与底物之间存在л-л作用。加料顺序及TMSCN用量对反应的对映选择性影响显著。当先将催化剂和TMSCN一起搅拌0.5 h,反应的对映选择性由54% ee迅速提高到81% ee;增加TMSCN用量提高反应收率但降低反应对映选择性,说明催化剂与TMSCN的相互作用在反应过渡态中起着很关键的作用。催化剂中含水量对反应的对映选择性也有相当大的影响。进一步改进催化剂,当以L-苯甘氨酸和NaCN代替L-苯甘氨酸钠时,在不加水的条件下,能得到更好的反应结果。适当的添加剂不仅解决了在较高TMSCN用量下同时获得高收率和高对映选择性的问题,而且对一些底物的对映选择性也有一定的提高,尤其是α,α-二烷氧基取代酮类的底物,产物的ee值可从0%增加

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1. 前言
• 第一章 文献综述
• 1. 催化酮的硅腈化反应——消旋化合物的制备方法
• 2SO₄（浓）'>1.1 HCN/H₂SO₄（浓）
• 1.2 Lewis acid 催化剂
• 1.3 双功能和双活化催化剂
• 1.4 非均相催化剂
• 1.5 有机小分子催化剂
• 2. 催化酮的不对称腈化反应——光学活性氰醇的制备
• 2.1 酶
• 2.2 手性辅基参与的反应
• 2.3 手性金属络合物催化剂
• 2.3.1 钛络合物参与的不对称催化反应
• 2.3.2 二肽-铝络合催化剂
• 2.3.3 双功能催化剂
• 2.3.4 双活化催化剂
• 2.4 手性噁唑硼离子
• 2.5 有机小分子催化剂
• 3 小结
• 第二章 课题的提出与设计
• 第三章 手性有机酸盐催化酮的不对称硅腈化反应研究
• 1. 消旋体制备及分析条件建立
• 2. 手性有机酸盐催化酮的不对称硅腈化反应
• 2.1 催化剂合成及筛选
• 2.2 溶剂对反应的影响
• 2.3 加料顺序对反应的影响
• 2.4 活化温度和时间对反应的影响
• 2.5 底物浓度对反应的影响
• 2.6 催化剂用量及TMSCN用量对反应的影响
• 2.7 反应温度对对映选择性的影响
• 2.8 底物适应性的初步探讨
• 2.9 催化体系稳定性考察
• 2.10 添加剂对反应的影响
• 2.11 添加剂条件下考察底物结构对反应的影响
• 2.12 催化剂中含水量对对映选择性的影响
• 2.13 底物的进一步扩展及添加剂的筛选
• 3 反应机理的初步探讨
• 3.1 NMR谱图方面的证据
• 3.2 对照反应
• 3.2.1 改进催化剂制备实验
• 3.2.2 催化剂的结构修饰及催化反应
• 3.3 非线性效应实验
• 4 提高对映选择性的进一步努力
• 5 催化剂回收
• 第四章 结论
• 第五章 实验部分
• 1 仪器与试剂
• 2 催化剂制备
• 3 底物酮制备
• 4 消旋氰醇硅醚制备
• 5 光学活性氰醇硅醚制备
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历
• 附图