新型手性二茂铁咪唑啉配体的合成及其在不对称Aza-Claisen重排中的应用初探

论文摘要

含手性咪唑啉类配体的合成及其在不对称催化反应中的应用成为近年研究的前沿和热点内容之一。本文首先从合成和应用两个方面对该类配体研究进行了综述。其次,应用反合成分析理论和合理的机理解释,设计了一条构筑新型手性二茂铁咪唑啉配体的新的合成路线。该合成路线简捷高效,可操作性强,合成目标产物的总收率均达50%以上。第三,本文首次以源于天然氨基酸的手性氨基醇为原料,开发了新型手性二茂铁咪唑啉配体,打开了含咪唑啉配体合成的新局面,具有重要的学术和应用价值;首次设计合成了同时具有平面手性和一个中心手性二茂铁咪唑啉环钯配位化合物,使该类配体的研究有可能变得更为广泛。第四,在本文的研究中,由于已有二氯亚砜氯代的方法能够导致二茂铁骨架的破坏,因此不适合该类化合物的合成。经过反复的研究与探索,首次应用Swern氧化,解决了合成中的关键性问题,即针对二茂铁化合物通过氧化得到构型保持的产物醛9。该反应产率高、操作简捷,突破了二茂铁研究中被制约的问题。在对肟10还原中,根据含有二茂铁底物的性质,经过反复研究,选择应用价廉易得的铝-镍合金与氢氧化钠溶液在温和的反应条件下进行还原,得到了构型保持、产物收率高的理想结果。在伯胺11的磺酰基保护中,应用了催化量的DMAP,从而大大提高产物的收率（最高可达99 %）。在关键的咪唑啉构筑中,通过对所应用试剂的分析和相关机理的研究,通过脱水反应高产率得到了手性二茂铁咪唑啉（收率大于90%）,并且化学和立体选择性专一。仅在这一新的合成路线中,即合成了化合物9-13,15和16共15个新的固体化合物。这些新化合物性能稳定,对空气和湿气不敏感,易于分离提纯。研究中利用红外、核磁共振谱及高分辨质谱对文中的32个化合物进行了结构表征,结果表明成功实现了所有化合物的合成。第五,利用所得配体,成功的进行了环钯化反应,得到了环钯二聚物15,并初步探索了该催化剂在不对称Aza-Claisen重排反应中应用,证明15具有一定的催化活性,该结果表明该类配体具有良好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 选题背景及意义
• 第2章 手性咪唑啉类配体的合成及其在不对称催化中的应用进展
• 2.1 引言
• 2.2 手性咪唑啉类配体的合成及应用
• 2.2.1 以手性1,2-二胺为手性源合成手性咪唑啉
• 2.2.1.1 苯环为骨架的手性咪唑啉配体
• 2.2.1.2 吡啶为骨架的手性咪唑啉配体
• 2.2.1.3 二茂铁为骨架的手性咪唑啉配体
• 2.2.2 以手性氨基醇为手性源合成手性咪唑啉
• 2.2.3 “一锅法”合成手性咪唑啉
• 2.2.4 以手性氨基酸为手性源合成手性咪唑啉
• 2.3 结论与展望
• 第3章 新型手性二茂铁咪唑啉配体的设计合成
• 3.1 引言
• 3.2 合成路线的探索
• 3.2.1 手性酰胺醇4 的合成
• 3.2.1.1 二茂铁甲酸1 的合成
• 3.2.1.2 手性氨基醇的制备-天然 L-α-氨基酸的还原
• 3.2.1.3 手性酰胺醇4 的合成
• 3.2.2 新型手性二茂铁咪唑啉合成路线的探索
• 3.2.3 新型手性二茂铁咪唑啉合成路线的实施
• 3.2.3.1 酰胺醛9 的合成
• 3.2.3.2 肟10 的合成
• 3.2.3.3 伯胺11 的合成
• 3.2.3.4 化合物12a-e 的合成
• 3.2.3.5 目标物手性二茂铁咪唑啉13a-e 的合成
• 第4章 手性二茂铁咪唑啉13 的邻位锂化的尝试及环钯化反应
• 4.1 手性二茂铁咪唑啉13 的邻位锂化的尝试
• 4.2 手性二茂铁咪唑啉13 的环钯化反应
• 4.3 手性二茂铁咪唑啉环钯化合物在不对称 Aza-Claisen 重排反应的应用初探
• 第5章 实验部分
• 5.1 仪器
• 5.2 原料与试剂
• 5.3 手性二茂铁咪唑啉配体的合成
• 5.4 手性二茂铁咪唑啉 13 环钯化反应
• 结论
• 参考文献
• 附图
• 致谢