氨基酸衍生物在催化的不对称Henry反应中的应用研究

论文摘要

Henry反应,又称为nitroaldol反应,是一个经典的人名反应；是有机合成中一类重要的碳碳键构建反应；是亲核试剂硝基烷烃对亲电试剂羰基化合物加成的反应。Henry反应的产物β-硝基醇可以经过进一步转化而生成合成上具有重要意义的很多中间体,比如还原可以生成β-氨基醇、氧化生成羰基化合物等,这些中间体在很多天然产物和药物合成中具有重要的意义。不对称Henry反应的研究相对于不对称aldol反应的研究来说落后很多。虽然催化的不对称Henry反应自1992年的以后有了长足的发展,但是目前还存在很多的不足,比如,催化剂合成昂贵困难；反应条件苛刻；反应的机理方面的研究比较少；催化的水相不对称Henry反应几乎没有报道；亲核试剂大多集中于硝基甲烷等。因此发展有效的不对称Henry反应的催化剂是很有必要的。氨基酸是重要的天然手性源,本研究以氨基酸为起始原料,从以下四个方面对催化的不对称Henry反应进行了系统研究：1.手性Schiff-base-Cu2+催化的不对称Henry反应的研究基于我们课题组前期的工作的研究,我们以天然的苯丙氨酸作为起始原料,通过合成不同的水杨醛衍生物,设计合成了一系列的不同取代基的手性Schiff-base配体。催化的不对称Henry反应的效率通过酚环上的取代基的修饰得到了改进。这类催化剂的合成过程简单,所有的原料均便宜易得,不同的底物都得到了很好的结果,67-91%的收率,81-96%的ee值。2.基于手性Schiff-base-Cu2+催化的不对称Henry反应的理论研究我们对手性Schiff-base-Cu2+催化的不对称Henry反应进行了研究并提出了一个可能的催化循环,通过理论计算的方法对催化循环进行了模拟。理论计算的结果和实验结果吻合的很好。我们对计算得到的中间体和过渡态的结构和能量分析,发现了反应的决速步骤是生成硝基烷烃负离子的步骤,和很多工作者提出的假设一致；而C-C键生成过渡态中,优势过渡态结构和D. A. Evans提出的B-1模型吻合。3.手性三级胺-Cu2+催化的不对称Henry反应根据理论计算的结果和实验需要,我们推测在催化剂中需要增加一个五元环；酚环上需要增强吸电子性从而增加Lewis酸中心Cu的酸性。基于这两点假设,我们从天然氨基酸proline出发,合成了带有三氟甲基取代基的三齿配体。新的催化体系能很好的促进水相的不对称Henry反应,应用于不同种类的醛,得到的ee值大部分在95%以上。这个催化体系还能容忍特殊底物如商业上以40%水溶液卖的乙醛、带有羟基的醛。我们利用这个催化体系成功的合成了（S）-N-trans-阝可魏酰基章鱼胺,没有涉及任何的保护或脱保护步骤。4.手性三级胺-Cu2+催化的anti-选择性的不对称Henry反应我们将新设计合成的手性三级胺配体成功应用于非对映选择性的不对称Henry反应中。硝基烷烃可以是硝基乙烷或硝基丙烷。用于19中不同种类的醛,dr值大部分在15：1以上（芳香醛的dr值均在20：1以上）,ee值大部分在95%以上。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 不对称Henry反应研究综述
• 1.1 不对称合成简介
• 1.1.1 手性
• 1.1.2 不对称合成
• 1.2 不对称Henry反应
• 1.2.1 Henry反应简介
• 1.2.2 不对称Henry反应综述
• 1.3 本章小结
• 参考文献
• 2+络合物催化的不对称Henry反应'>第二章 手性Shiff-base-Cu²⁺络合物催化的不对称Henry反应
• 2.1 前言
• 2.1.1 课题的提出
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 配体的合成路线设计
• 2.2.2 反应的结果与讨论
• 2.2.3 结论
• 参考文献
• 第三章 基于手性Schiff-base-Cu2+络合物催化的不对称Henry反应理论研究
• 3.1 前言
• 3.1.1 课题的提出
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 催化循环的假设和计算方法
• 3.2.2 结果与讨论
• 3.2.3 结论
• 参考文献
• 2+络合物催化的不对称Henry反应研究'>第四章 手性三级胺-Cu²⁺络合物催化的不对称Henry反应研究
• 4.1 前言
• 4.1.1 课题的提出
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 配体的合成路线设计
• 4.2.2 反应的结果与讨论
• 4.2.3 结论
• 参考文献
• 2+络合物催化的anti-选择性的非对映Henry反应研究'>第五章 手性三级胺-Cu²⁺络合物催化的anti-选择性的非对映Henry反应研究
• 5.1 前言
• 5.1.1 课题的提出
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 配体的确定
• 5.2.2 反应的结果与讨论
• 5.2.3 结论
• 参考文献
• 第六章 实验部分
• 6.1 主要实验药品
• 6.2 试验设备和测试仪器
• 2+络合物催化的不对称Henry反应'>6.3 手性Schiff-base-Cu²⁺络合物催化的不对称Henry反应
• 6.3.1 络合物的制备
• 6.3.2 不对称Henry反应的一般过程
• 6.3.3 手性配体和产物的谱图数据
• 6.4 不对称Henry反应的理论研究
• 2+络合物催化的不对称Henry反应'>6.5 手性三级胺-Cu²⁺络合物催化的不对称Henry反应
• 6.5.1 催化剂的合成
• 6.5.2 水相不对称Henry反应的一般实验过程及小合成
• 6.5.3 配体和Henry产物的谱图及实验数据
• 6.6 anti-选择性的非对映Henry反应
• 6.6.1 anti-选择性的非对映Henry反应的一般过程
• 6.6.2 配体和Henry产物的谱图及实验数据
• 参考文献
• 附录一:总结（图表摘要）
• 附录二:主要化合物及测试一览表
• 附录三:部分代表性化合物谱图
• 致谢
• 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果