手性氮氧配体的合成及其在硫醚不对称氧化反应中的应用

论文摘要

光学活性的亚砜是一种重要的手性辅助试剂，广泛应用于不对称合成，而且手性亚砜也是许多药物中的生物活性基团，可以应用在医药领域。因此，手性亚砜的制备具有重要的理论意义和应用价值。二十多年来，人们通过很多方法来制备手性亚砜，其中手性Schiff碱／钒体系催化硫醚不对称氧化反应，由于其所用氧化剂为H2O2，并且具有反应条件温和以及产率高等优点被认为是迄今为止所发现的最有效的方法之一。本文设计合成了三类手性配体：（1）十六个3-芳基取代水杨醛手性Schiff碱配体L1-L16及两个手性Schiff碱配体L17和L18；（2）两个以四氢喹啉为骨架的手性氮氧配体L19和L20；（3）具有双手性中心的Schiff碱配体L21和具有三手性中心的Schiff碱配体L22。以30％H2O2为氧化剂，手性Schiff碱配体L1-L18／VO（acac）2催化体系在苯甲硫醚不对称氧化反应中获得了高的产率和中等至较高的对映选择性。考察了Schiff碱配体的水杨醛单元和氨基醇单元取代基性质对反应活性和对映选择性的影响。结果表明，氨基醇部分的结构空间位阻越大，产物亚砜的对映选择性越高；在取代水杨醛3位的芳基上引入溴原子会使对映选择性明显提高；溴原子所在的位置对反应的对映选择性有一定影响。在优化反应条件下，L13／VO（acac）2体系催化4-溴苯甲硫醚和2-萘甲硫醚不对称氧化反应，ee值分别为80％和90％。优化了手性氮氧配体L19／VO（acac）2体系催化苯甲硫醚不对称氧化反应条件，其中，优化溶剂为丙酮，它的毒性低于Bolm催化体系的优选溶剂-二氯甲烷。在优化反应条件下，L19／VO（acac）2体系催化硫醚不对称氧化反应可以得到较高的产率（80％～95％）和较好的对映选择性（66％～77％ee）。而苯酚单元3、5-位带溴原子的手性配体L20在钒催化苯甲硫醚不对称氧化反应中表现出较差的手性诱导作用。本文还研究了L21／VO（acac）2和L22／VO（acac）2体系的催化性能和循环使用性能。以丙酮为溶剂，30％H2O2为氧化剂，两种体系催化苯甲硫醚氧化反应分别可以循环使用两次和三次，但产物亚砜的对映选择性很低。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 具有双手性中心的二醇（酚）-钛催化硫醚不对称氧化体系
• 1.2.1 改良的Sharpless氧化体系——Kagan体系
• 1.2.2 改良的Sharpless氧化体系——Modena体系
• 1.2.3 改良的Kagan体系
• 1.2.4 以BINOL及BINOL衍生的具有双手性中心的二酚-钛催化体系
• 1.2.5 具有双手性中心的二醇-钛催化体系
• 1.3 具有三手性中心的三醇胺-金属催化硫醚不对称氧化体系
• 1.3.1 手性三醇胺-钛催化体系
• 1.3.2 手性三醇胺-锆催化体系
• 1.4 手性卟啉-金属络合物催化硫醚不对称氧化体系
• 1.4.1 手性卟啉-铁络合物催化体系
• 1.4.2 手性卟啉-锰络合物催化体系
• 1.5 手性salen（salan）-金属络合物催化硫醚不对称氧化体系
• 1.5.1 手性salen-锰络合物催化体系
• 1.5.2 手性salen-钛络合物催化体系
• 1.5.3 手性salen-钒、铌络合物催化体系
• 1.5.4手性salan-金属络合物催化体系
• 1.6 手性Schiff碱-金属络合物催化硫醚不对称氧化体系
• 1.6.1 手性Schiff碱-钒络合物催化体系
• 1.6.2 手性Schiff碱-钛络合物催化体系
• 1.6.3 手性Schiff碱-铁络合物催化体系
• 1.7 其它金属络合物催化硫醚不对称氧化体系
• 1.8 反应机理的阐述
• 1.9 立题思路
• 2 3-芳基取代水杨醛Schiff碱配体的合成及其在钒催化硫醚不对称氧化反应中的应用
• 2.1 引言
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 取代水杨醛Schiff碱配体的合成
• 2.2.2 手性配体的筛选
• 2.2.3 催化反应条件的优化
• 2.2.4 底物扩展
• 2.3 实验部分
• 2.3.1 原料与试剂的来源
• 2.3.2 原料与试剂的预处理
• 2.3.3 分析测试仪器
• 2.3.4 取代水杨醛的合成
• 1-L¹⁸的合成'>2.3.5 手性Schiff碱配体L¹-L¹⁸的合成
• 2.3.6 奥美拉唑药物前体的制备
• 13/VO（acac）₂体系催化硫醚不对称氧化反应'>2.3.7 手性Schiff碱L¹³/VO（acac）₂体系催化硫醚不对称氧化反应
• 2.3.8 高效液相色谱分析条件
• 2.4 小结
• 3 手性四氢喹啉骨架氮氧配体的设计合成及其在硫醚不对称氧化反应中的应用
• 3.1 引言
• 3.2 以四氢喹啉为骨架的手性氮氧配体的设计
• 3.3 结果与讨论
• 19和L²⁰的合成与表征'>3.3.1 配体L¹⁹和L²⁰的合成与表征
• 19和L²⁰在硫醚不对称氧化反应中的应用'>3.3.2 配体L¹⁹和L²⁰在硫醚不对称氧化反应中的应用
• 3.3.3 展望
• 3.4 实验部分
• 3.4.1 原料与试剂的来源
• 3.4.2 原料与试剂的预处理
• 3.4.3 分析测试仪器
• 19和L²⁰的合成'>3.4.4 手性四氢喹啉骨架氮氧配体L¹⁹和L²⁰的合成
• 19/VO（acac）₂和L²⁰/VO（acac）₂催化硫醚不对称氧化反应'>3.4.5 L¹⁹/VO（acac）₂和L²⁰/VO（acac）₂催化硫醚不对称氧化反应
• 3.5 小结
• 4 具有双手性和三手性中心Schiff碱配体的设计合成及其在苯甲硫醚不对称氧化反应中的应用
• 4.1 引言
• 4.2 结果与讨论
• 21和L²²的合成与表征'>4.2.1 配体L²¹和L²²的合成与表征
• 21/VO（acac）₂和L²²/VO（acac）₂催化苯甲硫醚不对称氧化反应研究'>4.2.2 L²¹/VO（acac）₂和L²²/VO（acac）₂催化苯甲硫醚不对称氧化反应研究
• 4.3 实验部分
• 4.3.1 分析测试仪器
• 21的合成'>4.3.2 具有双手性中心的Schiff碱配体L²¹的合成
• 22的合成'>4.3.3 具有三手性中心的Schiff碱配体L²²的合成
• 21/VO（acac）₂和L²²/VO（acac）₂体系催化苯甲硫醚不对称氧化反应'>4.3.4 L²¹/VO（acac）₂和L²²/VO（acac）₂体系催化苯甲硫醚不对称氧化反应
• 21/VO（acac）₂和L²²/VO（acac）₂催化体系的分离和循环使用'>4.3.5 L²¹/VO（acac）₂和L²²/VO（acac）₂催化体系的分离和循环使用
• 4.4 小结
• 结论
• 创新点摘要
• 参考文献
• 部分化合物附图
• 攻读博士学位期间发表学术论文情况
• 致谢