手性糖基硫脲的合成及催化不对称酮与硝基烯烃Michael加成

论文摘要

手性硫脲是有机小分子催化剂的一个重要研究方向。硫脲分子容易连接其他官能团而得到双功能的催化剂:催化过程中不仅仅有氢键的Lewis酸性活化亲电性的反应底物,还可以通过另一官能团活化亲核性反应物,从而可以表现出非常高的催化活性和立体选择性。Michael加成反应是有机化学领域应用广泛的非常重要的碳-碳键形成反应。近年来,不对称Michael加成反应的研究得到了极大的发展。本文中,设计了一大类手性硫脲小分子催化剂,在不对称Michael加成反应中表现出良好的效果。由廉价的糖化合物经过简单的转化,高收率的合成手性伯胺基硫脲。尝试了不同的酮对反式硝基烯烃的Michael加成,测试了催化剂构型匹配、筛选了反应中的溶剂、反应温度、添加剂、反应物的当量比等等的影响因素。探索出最佳反应条件,高收率的分离出了高对映选择性的加成产物。1, 2-环己二胺骨架的硫脲2a适用于以芳香酮为Michael供体的反应,21种芳香酮的加成产物能获得高达98%的ee值和大于99%的收率。1, 2-二苯基乙烷-1, 2-二胺骨架的硫脲4a能促进环状脂肪酮高对映选择性的加成E-硝基烯烃,14种加成产物都获得了非常好的对映选择性和非对映选择性。所有新化合物都通过红外光谱、核磁共振氟谱、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、质谱和元素分析确证了结构。催化剂4a通过X-衍射得到了晶体结构,为我们揭示了反应的高选择性的原因,以此为依据,提出了反应的过渡态。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 前言
• 1.1 胺类催化剂
• 1.2 手性相转移催化剂
• 1.3 手性磷酸
• 1.4 脲和硫脲
• 1.4.1 含Schiff 碱基团的手性脲和硫脲
• 1.4.2 含仲胺、叔胺官能团的脲和硫脲
• 1.4.3 双脲和双硫脲
• 1.4.4 含有其它官能团的手性硫脲
• 1.5 立题思想
• 第二章 糖基硫脲催化芳酮不对称Michael 加成硝基烯烃
• 2.1 催化剂合成
• 2.2 反应条件优化实验
• 2.2.1 催化剂活性筛选试验
• 2.2.2 溶剂筛选
• 2.2.3 添加剂的筛选
• 2.2.4 反应温度和酮的当量的影响
• 2.2.5 条件优化小结
• 2.3 底物扩展
• 2.4 假设机理
• 2.5 小结
• 第三章 糖基硫脲催化不对称环状脂肪酮Michael 加成硝基烯烃
• 3.1 催化剂的合成
• 3.2 反应条件优化实验
• 3.2.1 催化剂活性筛选试验
• 3.2.2 添加剂效应
• 3.2.3 溶剂效应
• 3.3 反应底物扩充
• 3.4 催化剂空间效应解释
• 3.3 结论
• 第四章 实验部分
• 4.1 实验仪器与试剂
• 4.2 糖基硫脲的合成
• 4.2.1 全乙酰代糖基溴化物的合成
• 4.2.2 全乙酰代糖基异硫氰酯的合成
• 4.2.3 全乙酰代糖基硫脲的合成及结构解析
• 4.3 糖基硫脲催化芳香酮对映选择性加成硝基烯烃
• 4.3.1 新产物结构解析
• 4.3.2 色谱分离数据汇总
• 4.4 糖基硫脲促进的环状脂肪酮不对称Michael 加成硝基烯烃
• 4.4.1 新产物结构解析
• 4.4.2 手性色谱条件
• 4.5 单晶数据与结构
• 第五章 结论
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢