手性β-氨基醇的合成及其在不對稱加成和環(huán)氧化反應(yīng)中的應(yīng)用.pdf

1、手性β-氨基醇在有機合成中具有重要的用途。它們是理想的手性砌塊，可用于合成擬腎上腺素藥、β-受體阻滯劑和氨基酸等多種手性藥物；它們也是非常優(yōu)秀的有機催化劑，可用于催化二烷基鋅和醛的不對稱加成反應(yīng)、不對稱環(huán)氧化反應(yīng)和不對稱Henry反應(yīng)等多種不對稱催化反應(yīng)；它們還是不對稱催化反應(yīng)中非常重要的手性配體，可以和過渡金屬離子配位形成手性催化劑，催化不對稱氫化和不對稱氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)等。因此，探索合成高光學(xué)純度的β-氨基醇類化合物的簡便途徑具有重要的研

2、究與實際意義。我們分別以烯烴和L-脯氨酸為原料，通過簡便易行的方法合成了兩種類型的手性β-氨基醇；同時又將它們用于催化二乙基鋅和芳香醛的不對稱加成反應(yīng)、催化α，β-不飽和酮的不對稱環(huán)氧化反應(yīng)和合成手性雙膦配體，為手性β-氨基醇類化合物的合成提供了一種新途徑。 本文的研究工作主要有以下四部分： 1.手性β-氨基醇的合成 (1)以烯烴為原料合成手性β-氨基醇分別以苯乙烯、萘乙烯和反式二苯乙烯為原料，在手性配體1，4-

3、雙(9-O-奎寧)-2，3-二氮雜萘[(QN)2PHAL]存在下，通過烯烴的Sharpless不對稱雙羥化、環(huán)化、親核開環(huán)和催化氫化等步驟方便地合成了手性β-氨基醇。從環(huán)氧化物到氨基醇的總產(chǎn)率為89.6％～94.2％，β-疊氮醇和β-氨基醇的光學(xué)純度高達(dá)88.9％～99.6％ee。同時考察了影響環(huán)氧化物開環(huán)的各種因素。 另外，又以從萘乙烯和反式二苯乙烯合成的手性β-氨基醇為原料，通過甲?；瓦€原兩步反應(yīng)制備手性仲氨基醇，從伯氨基

4、醇到仲氨基醇兩步反應(yīng)總收率為65.6％～67.9％，ee值高達(dá)95.4％，從而找到了一種由伯氨基醇合成仲氨基醇的有效方法。其中化合物(S)-(-)-2-甲酰胺基-1-(2-萘基)乙醇99c、(S)-(+)-2-甲氨基-1-(2-萘基)乙醇101c、(R)-(-)-2-甲酰胺基-2-(2-萘基)乙醇100c和(R)-(-)-2-甲氨基-2-(2-萘基)乙醇102c未見文獻(xiàn)報道，質(zhì)譜、紅外光譜、1HNMR和13CNMR驗證了它們的結(jié)構(gòu)。

5、 (2)以L-脯氨酸為原料，合成(S)-2-吡咯烷-α，α-二取代甲醇類的手性β-氨基醇以天然光學(xué)活性物質(zhì)L-脯氨酸為原料，經(jīng)酯化、氨基保護(hù)和格氏反應(yīng)等三步反應(yīng)，采用“一鍋煮”的方法，簡便高效地合成了3種具有光學(xué)活性的脯氨醇衍生物：(S)-N-芐基-2-比咯烷-α，α-二取代甲醇類的手性β-氨基醇103、104和105，三步反應(yīng)的總化學(xué)產(chǎn)率為38.6％～52.8％。再將芐基保護(hù)的脯氨醇衍生物催化氫解得到另外2種結(jié)構(gòu)的脯氨醇衍生物：(

6、S)-2-吡咯烷-α，α-二取代甲醇類的手性β-氨基醇106和107，化學(xué)產(chǎn)率為86.5％～89.0％。其中(S)-(+)-N-芐基-2-比咯烷-α，α-二(α-萘基)甲醇105和(S)-(-)-2-比咯烷-α，α-二(α-萘基)甲醇107為兩種新型結(jié)構(gòu)的脯氨醇衍生物，元素分析、1HNMR和13CNMR驗證了它們的結(jié)構(gòu)。 2.手性β-氨基醇催化二烷基鋅和醛的不對稱加成反應(yīng)將以烯烴為原料合成的7種手性β-氨基醇和以L-脯氨酸為原料

7、合成的5種手性β-氨基醇，用于催化二乙基鋅和芳香醛的不對稱加成反應(yīng)，獲得了一系列手性芳香仲醇化合物。分別考察了影響對映選擇性的催化劑結(jié)構(gòu)、催化劑用量、溶劑和反應(yīng)溫度等各種因素。當(dāng)催化劑用量為5％、甲苯溶劑、在-10℃下、以(1S，2R)-(+)-2-氨基-1,2-二苯基乙醇97b作催化劑和新型脯氨醇[(S)-(+)-N-芐基-2-比咯烷-α，α-二(α-萘基)甲醇]105作催化劑時，所得仲醇的對映體過量分別達(dá)到85.3％ee和81.7％

8、ee，化學(xué)產(chǎn)率均高達(dá)100％。 3.手性β-氨基醇催化α，β-不飽和酮的不對稱環(huán)氧化反應(yīng)將13種手性β-氨基醇用于催化α，β-不飽和酮的不對稱環(huán)氧化反應(yīng)，分別考察了影響對映選擇性的催化劑結(jié)構(gòu)、氧化劑類型、溶劑和反應(yīng)溫度等各種因素。當(dāng)以(S)-(-)-2-比咯烷-α，α-二(α-萘基)甲醇107為催化劑，叔丁基過氧化氫(TBHP)為氧化劑，正己烷為溶劑，室溫攪拌200h時，在30％催化劑存在下，催化8種α，β-不飽和酮的不對稱環(huán)氧

9、化反應(yīng)，所得2,3-環(huán)氧-1-丙酮衍生物的對映體過量高達(dá)84.6％ee，化學(xué)產(chǎn)率高達(dá)89.7％。在同樣條件下，以(1S,2R)-(+)-1,2-二苯基-2-甲氨基乙醇101b為催化劑，催化8種α，β-不飽和酮的不對稱環(huán)氧化反應(yīng)時得到83.8％的化學(xué)產(chǎn)率和66.0％ee的光學(xué)產(chǎn)率。 4.手性β-氨基醇用于合成手性雙膦配體將合成的β-氨基醇用于合成N-P、O-P及O-P、C-P配體，這類配體和過渡金屬可形成穩(wěn)定的六元或七元環(huán)的金屬配