新型有機(jī)催化劑的合成及其在不對(duì)稱催化中的應(yīng)用.pdf

1、自本世紀(jì)初，不對(duì)稱有機(jī)催化已經(jīng)逐漸成為不對(duì)稱催化領(lǐng)域中一個(gè)新的、最具活力的領(lǐng)域。特別是在最近十年中，在新催化劑的設(shè)計(jì)、新發(fā)應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和新催化概念的提出方面取得了很大的進(jìn)展。其中，烯胺催化和氫鍵催化是有機(jī)催化領(lǐng)域中兩個(gè)重要的催化模式。因此，基于這兩個(gè)基本活化概念，我們提出了設(shè)計(jì)具有“可調(diào)、多氫鍵和雙功能”特點(diǎn)的有機(jī)催化劑的設(shè)計(jì)思想。根據(jù)這一理念，從廉價(jià)、易得的L-脯氨酸和光學(xué)純的1，2-環(huán)己二胺出發(fā)，我們首次設(shè)計(jì)并合成了一系列新型的結(jié)構(gòu)可調(diào)

2、、含多個(gè)氫鍵的雙功能二級(jí)胺-雙酰胺催化劑。 隨后，對(duì)我們發(fā)展的一系列手性二級(jí)胺-雙酰胺催化劑在環(huán)己酮和各種醛的不對(duì)稱Aldol反應(yīng)中的催化性能進(jìn)行了考察。我們發(fā)現(xiàn)，這類催化劑表現(xiàn)出了優(yōu)良的催化活性和選擇性的可調(diào)性。在最優(yōu)條件下，反應(yīng)獲得了優(yōu)異的產(chǎn)率（up to94％）、非對(duì)映選擇性（up to99：1 d.r.）和對(duì)映選擇性（up to97％e.e.）。我們進(jìn)一步研究了這類催化劑催化的水相中的環(huán)酮和醛的不對(duì)稱Aldol反應(yīng)。實(shí)現(xiàn)

3、了以飽和食鹽水為反應(yīng)介質(zhì)的不對(duì)稱Aldol反應(yīng)，同樣也獲得了很好的非對(duì)映選擇性（up to99：1 d.r.）和對(duì)映選擇性（up to96％e.e.）。 為了擴(kuò)展這類新型催化劑的底物普適性，我們進(jìn)一步研究了其在含雜原子環(huán)酮與醛的不對(duì)稱Aldol反應(yīng)中的應(yīng)用。研究表明，這類催化劑同樣表現(xiàn)出了優(yōu)異的催化效能。該催化體系適用于芳香醛，雜芳香醛和脂肪醛，并且對(duì)于大多數(shù)的底物都以高的產(chǎn)率獲得了幾乎光學(xué)純的Aldol加成產(chǎn)物（e.e.值高達(dá)

4、99％，d.r.值高達(dá)99：1）。 此外，我們把二級(jí)胺-雙酰胺催化劑應(yīng)用到靛紅和直鏈酮的Aldol反應(yīng)中，以高產(chǎn)率、高選擇性地合成了3-位取代的3-羥基吲哚啉-2-酮類化合物。對(duì)于大多數(shù)底物，都獲得了幾乎定量的產(chǎn)率，產(chǎn)物的e.e.值高達(dá)90％。并且以該反應(yīng)為關(guān)鍵步驟實(shí)現(xiàn)了天然產(chǎn)物（S）-Convolutamydine A的對(duì)映選擇性合成。 根據(jù)我們的“可調(diào)、多氫鍵和雙功能”的催化劑設(shè)計(jì)思想，我們把“特效催化劑結(jié)構(gòu)”（金雞

5、納堿和脯氨酸）合理組合、優(yōu)化，發(fā)展了第二代新型雙功能有機(jī)催化劑：一級(jí)胺-三級(jí)胺酰胺催化劑。當(dāng)我們把這一類催化劑應(yīng)用于直鏈酮與芳香醛的Aldol反應(yīng)時(shí)，以優(yōu)異的產(chǎn)率（up to97％）和立體選擇性（up to98％e.e.）得到了相應(yīng)的Aldol加成產(chǎn)物。 同時(shí)，基于釕卡賓催化劑在構(gòu)建碳碳鍵中的廣泛應(yīng)用和較好的官能團(tuán)兼容性，以及其作用機(jī)理和催化劑本身固有的Lewis酸性，我們?cè)O(shè)計(jì)了釕卡賓催化的烯烴交叉復(fù)分解/分子內(nèi)氫芳香化串聯(lián)反應(yīng)