TADDOL金属络合物催化硝酮和缺电子烯烃反应的研究

论文摘要

1,3-偶极环加成反应是合成五元杂环化合物的常用方法。由于大多数1,3-偶极环加成反应具有良好的区域选择性,所以研究工作主要集中在其立体选择性方面。而含有手性配体的金属络合物作为催化剂可以直接从非手性的1,3-偶极试剂和烯烃直接合成具有光学活性的产物,为光学活性化合物的合成提供了极大的方便。本文选用C1-对称的TADDOLate-TiX2手性金属催化剂催化二苯基硝酮和3-（（E）-2-丙烯酰基）-1,3-噁唑烷-2-酮的环加成反应,该催化剂配体以L-酒石酸为起始原料,由R1R2CO缩醛保护的酒石酸酯与芳基格氏试剂反应得到。本文采用该种催化体系,系统的研究了TADDOLate-TiX2对二苯基硝酮53a和3-（（E）-2-丙烯酰基）-1,3-噁唑烷-2-酮66的1,3-偶极环加成反应的催化效果,考察了催化剂以及催化剂的量、溶剂、温度、金属催化剂中的阴离子等因素对反应的区域选择性、endo/exo选择性和对映选择性的影响,实验结果表明该反应的选择性是上述影响因素综合作用的结果。二苯基硝酮和3-（（E）-2-丙烯酰基）-1,3-噁唑烷-2-酮空白反应的区域选择性很差,这在1,3-偶极环加成反应中是一个特例,加入催化剂TADDOLate- TiX2后该反应的区域选择性明显提高,随着催化剂的量增加到50mol%以上时,该反应的区域选择性达到了100%。与空白反应相比,催化剂的加入使得该反应的endo/exo选择性发生了逆转,随着催化剂的量的增加,endo/exo和对映选择性都有很大的提高。当催化剂的量增加到100mol%时,endo/exo的最大值达到了96:4,对映选择性达到了69%ee。溶剂对反应的立体选择性有很大的影响,在10mol%75a的催化作用下,随着溶剂极性的增加,反应的选择性逐渐提高,其中甲苯和二氯甲烷是催化效果较好的两种溶剂。温度的下降降低了反应的选择性,在二氯甲烷中,使用100mol%75b催化剂,将温度从室温降至-30℃时,反应的endo/exo和对映选择性分别降至87:13和6%ee。催化剂中的阴离子对反应也有影响,在相同催化剂量的作用下,将催化剂中的氯原子换成具有更大空间位阻的对甲苯磺酰基基团,该反应的区域、endo/exo和对映选择性变化不是很大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的意义
• 1.2 课题的研究现状
• 1.3 课题来源及本文研究的主要内容
• 第2章 手性金属络合物在不对称合成中的应用
• 2.1 引言
• 2.2 手性双噁唑啉金属催化剂
• 2.2.1 环加成反应
• 2.2.2 烷基化反应
• 2.2.3 环丙烷化反应
• 2.2.4 Wacker 型环化反应
• 2.2.5 Ene 反应
• 2.2.6 其他反应
• 2.3 手性噁唑硼烷催化剂
• 2.3.1 环加成反应
• 2.3.2 不对称还原反应
• 2 催化剂'>2.4 手性TADDOLates-TiX₂催化剂
• 2.4.1 D-A 反应
• 2.4.2 烷基化反应
• 2.4.3 不对称分子内ene 反应
• 2.5 手性联二萘酚催化剂
• 2.5.1 环加成反应
• 2.5.2 羰基-ene 反应
• 2.5.3 Claisen 重排
• 2.6 其他手性金属催化剂
• 2.7 本章小结
• 第3章 手性TADDOLate 金属催化剂在1,3-偶极环加成反应中的应用
• 3.1 引言
• 3.2 1,3-偶极环加成反应
• 3.2.1 1,3-偶极环加成反应机理
• 3.2.2 1,3-偶极环加成反应的立体化学和选择性
• 2 催化剂在1,3-偶极环加成反应中的应用'>3.3 TADDOLate-TiX₂催化剂在1,3-偶极环加成反应中的应用
• 3.3.1 硝酮与噁唑烷酮衍生物的偶极环加成反应
• 3.3.2 硝酮与琥珀酰亚胺衍生物的偶极环加成反应
• 3.4 本章小结
• 第4章 TADDOL 配体和缺电子烯烃的合成
• 4.1 引言
• 4.2 TADDOL60 的合成路线
• 4.3 二苯基硝酮53a 的合成路线
• 4.4 缺电子烯烃的合成路线
• 4.4.1 缺电子烯烃的结构
• 4.4.2 3-（（E）-2-丙烯酰基）-1,3-噁唑烷-2-酮66 的合成
• 4.4.3 N-苯基马来酰亚胺67 的合成
• 4.4.4 N-巴豆酰基琥珀酰亚胺57a 的合成
• 4.4.5 N-巴豆酰基邻苯二甲酰亚胺 57b 的合成
• 4.5 实验部分
• 4.5.1 仪器与试剂
• 4.5.2 （4S,5S）-（+）-2-苯基-α,α,α′,α′-四苯基-1,3-二氧环戊烷-4,5-二甲 醇（60）的合成
• 4.5.3 二苯基硝酮53a 的合成
• 4.5.4 3-（（E）-2-丙烯酰基）-1,3-噁唑烷-2-酮66 的合成
• 4.5.5 N-苯基马来酰亚胺67 的合成
• 4.5.6 N-巴豆酰基琥珀酰亚胺57a 的合成
• 4.5.7 N-巴豆酰基邻苯二甲酰亚胺 57b 的合成
• 4.6 本章小结
• 2催化的硝酮与缺电子烯烃的1,3-偶极环加成反应'>第5章 TADDOLate-TiX₂催化的硝酮与缺电子烯烃的1,3-偶极环加成反应
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 仪器与试剂
• 2 金属络合物的合成'>5.2.2 TADDOLate-TiX₂金属络合物的合成
• 2 催化53a 和66 环加成反应的路线图'>5.2.3 TADDOLate-TiX₂ 催化53a 和66 环加成反应的路线图
• 2 催化53a 和66 环加成反应'>5.2.4 TADDOLate-TiCl₂ 催化53a 和66 环加成反应
• 2 催化53a 和66 环加成反应'>5.2.5 TADDOLate-Ti（OTos）₂ 催化53a 和66 环加成反应
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢