高效手性螺环铱催化剂及其在酮氢化中的应用研究

高效手性螺环铱催化剂及其在酮氢化中的应用研究

论文摘要

不对称催化氢化反应是合成手性化合物最经济、高效的合成方法。在不对称催化氢化反应研究中,手性配体及催化剂的设计合成最为重要。虽然,经过化学家的共同努力,目前已发展出许多优秀的手性配体及催化剂。然而,仍然有许多氢化反应缺少高效的手性催化剂,还有些不对称氢化反应的效率还有待提高。本论文以课题组发展的高效手性螺环胺基膦配体及其铱催化剂为基础,从提高手性螺环胺基膦配体的铱催化剂的催化效率出发,设计合成了胺基上含有吡啶基团的手性螺环吡啶胺基膦配体,并将其应用到了铱催化的简单酮和p-酮酸酯的不对称催化氢化反应中,取得了很高效的催化效果。以本课题组发展的手性螺环胺基膦配体为手性原料,经与吡啶甲醛在硼烷试剂存在下的脱水、还原反应“一锅”合成了手性螺环吡啶胺基膦配体。通过培养手性螺环吡啶胺基膦配体的铱氢络合物单晶,确定了手性螺环铱络合物的结构。在简单酮的不对称催化氢化反应研究中,经过反应条件优化,发现手性螺环铱催化剂Ir-(R)-3i给出最好的结果,反应的对映选择性达到99.9%ee,反应的转化数高达4,550,000,这是目前简单芳基烷基酮氢化所取得的最好结果。手性螺环铱催化剂Ir-(R)-3i对p-芳基p-酮酸酯的氢化也非常有效,给出了99.9%ee的对映选择性和高达930,000的转化数。这是目前β-酮酸酯的不对称催化氢化所取得的最好结果。本论文共合成了10个新化合物,这些新化合物均通过1HNMR、31PNMR、13C NMR、高分辨质谱的鉴定。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 前言
  • 第一节 简单酮的不对称催化氢化
  • 1.1.1 手性钌催化的简单酮的不对称催化氢化
  • 1.1.2 手性铱催化的简单酮的不对称催化氢化
  • 第二节 β-酮酸酯的不对称催化氢化
  • 第三节 立题思想
  • 参考文献
  • 第二章 手性螺环吡啶胺基膦配体的设计合成及应用研究
  • 第一节 手性螺环吡啶胺基膦配体的设计与合成
  • 2.1.1 手性螺环吡啶胺基膦配体的设计
  • 2.1.2 手性螺环吡啶胺基膦配体的合成
  • 2.1.3 铱/手性螺环吡啶胺基膦配体络合物的单晶培养及结构表征
  • 第二节 铱/手性螺环吡啶胺基膦配体络合物催化的简单酮的不对称氢化
  • 2.2.1 溶剂效应
  • 2.2.2 碱浓度筛选
  • 2.2.3 碱种类筛选
  • 2.2.4 配体比较
  • 2.2.5 催化剂用量实验
  • 2.2.6 简单酮氢化底物的拓展
  • 2.2.7 芹菜甲素的合成
  • 第三节 铱/手性螺环吡啶胺基膦配体络合物催化的β-酮酸酯的不对称氢化
  • 2.3.1 溶剂效应
  • 2.3.2 配体比较
  • 2.3.3 温度实验
  • 2.3.4 催化剂用量实验
  • 2.3.5 β-酮酸酯氢化底物的拓展
  • 2.3.6 其它官能化酮的不对称催化氢化
  • 本章小结
  • 参考文献
  • 第三章 实验部分
  • 第一节 实验仪器与试剂
  • 3.1.1 实验仪器
  • 3.1.2 溶剂及试剂
  • 第二节 手性螺环吡啶胺基膦配体及其铱络合物的合成与结构表征
  • 3.2.1 手性螺环吡啶胺基膦配体的合成
  • 3.2.2 铱/手性螺环吡啶胺基膦配体的合成与结构表征
  • 第三节 底物的合成
  • 第四节 简单酮的不对称催化氢化反应
  • 3.4.1 简单酮氢化反应条件的优化
  • 3.4.2 简单酮氢化产物分析
  • 第五节 β-酮酸酯的不对称催化氢化反应
  • 3.5.1 β-酮酸酯氢化反应条件的优化
  • 3.5.2 β-酮酸酯氢化产物分析
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
  • 相关论文文献

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