具有C2对称性的新型手性双氮氧钛络合物催化羰基化合物的不对称腈化反应研究

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。羰基化合物的不对称腈化反应是制备光学活性氰醇的直接而有效的方法之一。本文致力于催化羰基化合物的不对称腈化反应研究,取得了一些具有重要学术意义和应用前景的创新性结果。设计和合成了具有C2对称性的手性双氮氧配体24个,非手性氮氧5个,手性脯氨酰胺配体2个,手性八氢联异喹啉1个。成功地将手性酰胺双氮氧配体应用于酮的不对称硅腈化反应。较深入系统地考查了这类配体中基团的电子效应和空间位阻效应,发现配体57h与Ti（OiPr）4（1:1）原位制备的络合物在非手性氮氧添加剂64i存在下,对催化酮的硅腈化反应表现出优秀的不对称诱导能力。经过对中心金属、配体与金属的比例、溶剂、添加剂、催化剂用量、TMSCN用量、底物浓度和反应温度等反应条件的优化后,确定了最佳反应条件。底物扩展证明,该催化体系对芳香酮、杂芳香酮、脂肪酮、位阻酮以及α,β-不饱和酮都具有优良的手性诱导能力,获得44-92%ee和62-92%的收率。并且当催化剂用量降低到1 mol%时,适量延长反应时间,对上述底物也能获得高达87%ee和91%的收率。首次成功地将手性酰胺双氮氧配体应用于醛与氰甲酸乙酯的不对称腈化反应中。较深入系统地考察了这类配体中基团的电子效应和空间位阻效应,

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 催化羰基化合物的腈化反应文献综述
• 第一节 催化酮的硅腈化反应文献综述
• 1.1 催化酮的硅腈化反应——消旋化合物的制备方法
• 2SO₄（浓）'>1.1.1 HCN/H₂SO₄（浓）
• 2'>1.1.2 ZnI₂
• 1.1.3 TMSOTf
• 2'>1.1.4 Cu（OTf）₂
• 1.1.5 高氯酸锂（LPDE） 四氟硼酸锂（LTFB）
• 1.1.6 烷氧基锂（LiOR）
• 3'>1.1.7 InBr₃
• 1.1.8 双功能和双活化催化剂
• 1.1.9 有机小分子催化剂
• 2CO₃'>1.1.10 无机碱催化剂-K₂CO₃
• 1.1.11 其他
• 1.2 催化酮的不对称硅腈化反应—光学活性氰醇硅醚的制备
• 1.2.1 酶
• 4 + 手性醇'>1.2.2 Ti（OiPr）₄ + 手性醇
• 1.2.3 双核催化剂
• 1.2.4 辛可宁衍生物
• 1.2.5 二钛铝金属络合催化剂
• 1.2.6 双功能催化剂
• 1.2.7 双活化催化剂
• 1.2.8 手性噁唑硼离子
• 1.2.9 手性硫脲催化剂
• 第二节 催化醛的腈化反应文献综述
• 2.1 催化醛的腈化反应——消旋氰醇碳酸酯化合物的制备方法
• 3SnCN）'>2.1.1 三丁基氰化锡（Bu₃SnCN）
• 2CO₃'>2.1.2 无机碱－K₂CO₃
• 2.1.3 胺催化剂
• 2.1.4 二甲亚砜（DMSO）
• 2.2 催化醛的不对称腈化反应—光学活性氰醇碳酸酯的制备
• 2.2.1 双金属催化剂
• 2.2.2 双功能催化剂
• 2.2.3 希夫碱催化剂
• 第三节 小结
• 第二章 课题的提出与设计
• 第三章 手性氮氧配体的设计与合成
• 第四章 消旋体合成和分析条件建立
• 第五章 手性氮氧钛络合物催化酮的不对称硅腈化反应研究
• 5.1 手性配体的初步筛选
• 5.2 中心金属对硅腈化反应的影响
• 5.3 溶剂对硅腈化反应的影响
• 5.4 配体与中心金属的比例对硅腈化反应的影响
• 5.5 底物浓度对硅腈化反应对映选择性的影响
• 5.6 催化剂和TMSCN用量对反应对映选择性的影响
• 5.7 添加剂的结构对反应对映选择性的影响
• 5.8 反应温度对硅腈化反应的影响
• 5.9 催化剂与非手性氮氧的比例对反应的影响
• 5.10 催化剂用量对硅腈化反应的影响的再次确认
• 5.11 底物结构对硅腈化反应的影响
• 5.12 机理的初步研究及假设
• 5.13 小结
• 第六章 手性氮氧钛络合物催化醛的不对称腈化反应研究
• 6.1 手性配体的初步筛选
• 6.2 中心金属对腈化反应的影响
• 6.3 溶剂对腈化反应的影响
• 6.4 配体与中心金属的比例对腈化反应的影响
• 6.5 底物浓度对反应对映选择性的影响
• 6.6 催化剂用量对反应对映选择性的影响
• 6.7 氰甲酸酯的用量对反应对映选择性的影响
• 6.8 添加剂对反应对映选择性的影响
• 6.9 反应温度对腈化反应的影响
• 6.10 底物结构对腈化反应的影响
• 6.11 机理的初步研究及假设
• 6.12 小结
• 第七章 结论
• 第八章 实验部分
• 8.1 仪器与试剂
• 8.2 配体原料的合成
• 8.3 d-（+）-α-溴代樟脑-π磺酸胺51 的合成
• 8.4 （IS,I’S）-1,1’,2,2’,3,3’,4,4’-八氢-1,1’-联异喹啉47 的合成
• 8.5 手性氮氧化合物的合成
• 8.6 手性酰胺化合物的合成
• 8.7 非手性氮氧化合物的合成通法
• 8.8 酮的不对称硅腈化反应
• 8.9 醛的不对称腈化反应
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历
• 部分化合物谱图