新型手性氮氧配体的设计合成及其在催化不对称反应中的应用

论文摘要

本论文主要致力于新型N,O-双齿配体的设计合成及其在催化不对称反应中的应用研究。我们设计了基于新型1,2-二氢咪唑并喹啉骨架的新型N,O-配体,该类配体有望在与金属配位之后通过配体中的电子流向金属中心传递来实现π配位键与σ共价键的可逆平衡,从而构建新型N,O-配体催化体系。我们通过这一思路设计合成的新型氮氧配体在不对称Mannich反应、不对称Michael加成和不对称1,3-偶极环加成中都表现出了较好的不对称催化效果。论文主要包括以下四个方面的工作：1.新型手性N,O-配体的设计与合成我们使用天然的L-苯甘氨醇作为手性源,合成了1,2-二氢咪唑并喹啉骨架的N,O-配体L1和1,2-二氢眯唑并异喹啉骨架的N,O-配体L2；另外,我们合成了非天然的手性氨基醇II-9、II-13、II-15和II-19,利用这些手性氨基醇作为手性源,我们又合成了1,2-二氢咪唑并喹啉骨架的N,O-配体L3-7。2.N，O-配体在催化不对称Mannich反应中的应用通过与Cu（OAc）2的络合物,我们发展了新型N,O-配体催化的甘氨酸酯衍生物与亚胺的不对称Mannich反应,该催化体系能有效的不对称诱导合成α,β-二氨基酸衍生物,得到较好的产率（53-90%）以及中等的dr值（54：46-95：5）,主要产物为syn-构型,最高可达到85% ee值,次要产物anti-构型,最高达到60% ee值。3.N,O-配体在催化不对称Michael加成中的应用采用以上N,O-Cu（OAc）2手性络合物,我们首次实现甘氨酸酯衍生物与亚甲基丙二酸酯的催化不对称Michael加成反应,并以82-98%的产率得到3-芳基取代的谷氨酸衍生物,产物取得80：20-89：11的dr值,主要产物anti-构型达到83% ee值,次要产物syn-构型达到90% ee值。经过简单的重结晶之后,可以得到高光学纯的anti-构型产物（99%ee）。我们通过一步反应以72%的产率得到了chlorpheg（选择性L-高半胱氨酸摄取抑制剂）。4.N，O-配体在催化不对称1,3-偶极环加成中的应用我们发展了一个高效的催化亚甲胺叶立德与亚甲基丙二酸酯的不对称1,3-偶极环加成反应体系。该催化反应体系在不对称诱导合成高官能团化的四氢吡咯类化合物中,表现出了非常好的催化效果,取得80-99%的产率,主要产物为exo-构型（大多数产物为单一的exo-构型）,主要产物高达99% ee值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 氮氧配体的主要类型
• 1.2 氮氧配体在不对称催化反应中的应用
• 1.2.1 有机锌试剂对醛、酮和亚胺的加成
• 1.2.2 醛、酮和亚胺的炔基化
• 1.2.3 Strecker类型反应
• 1.2.4 Henry反应
• 1.2.5 Hetero-Diels-Alder反应
• 1.2.6 芳（烷）基化
• 1.2.7 Aldol类反应
• 1.2.8 1,3-偶极环加成反应
• 1.3 立题思想
• 第2章 新型手性氮氧配体的设计与合成
• 2.1 新型手性氮氧配体的设计思路
• 2.2 新型手性氮氧配体的合成
• 2.3 本章小结
• 第3章 氮氧配体的催化不对称Mannich反应中的应用研究
• 3.1 前言
• 3.2 氮氧配体在不对称Mannich反应中的应用研究
• 3.2.1 反应的初步尝试
• 3.2.2 反应条件的筛选
• 3.2.3 底物的拓展
• 3.3 本章小结
• 第4章 氮氧配体在催化不对称Michael加成中的应用研究
• 4.1 前言
• 4.1.1 不对称合成β-取代谷氨酸衍生物的研究现状
• 4.1.2 甘氨酸酯亚胺参与的其它类型Michael加成
• 4.1.3 亚甲基丙二酸酯类化合物作为Michael受体的反应
• 4.2 氮氧配体在不对称Michael加成中的应用研究
• 4.3 本章小结
• 第5章 氮氧配体的催化不对称1,3-偶极环加成中的应用研究
• 5.1 前言
• 5.2 氮氧配体在不对称1,3-偶极环加成中的应用研究
• 5.3 氮氧配体在催化不对称1,3-偶极环加成反应中的机理推测
• 5.4 本章小结
• 第6章 全文工作总结
• 实验部分
• 新化合物数据一览表
• 已知化合物一览表
• 参考文献
• 缩写对照表（LIST of ABBREVIATIONS）
• 已发表和待发表的文章
• 致谢