手性二茂鐵環(huán)蕃的設(shè)計合成及其在不對稱催化反應中的應用.pdf

1、手性二茂鐵環(huán)蕃融合二茂鐵和環(huán)蕃兩個骨架的優(yōu)點，剛?cè)峥烧{(diào)，修飾性強，兼具可逆的redox活性，有望成為一類高催化活性、高立體選擇性的特色手性配體，可應用于多種類型不對稱催化反應。由于其特殊的剛性結(jié)構(gòu)導致合成方法存在諸多難題，應用受阻，特別是在有機不對稱催化領(lǐng)域中一直未能引起人們足夠的認識和關(guān)注。因此，我們設(shè)計合成系列手性二茂鐵環(huán)蕃，并成功地應用于不對稱合成中，包括不對稱Aldol反應、不對稱Michael加成反應、不對稱萘酚偶聯(lián)反應和不對

2、稱脫氫偶聯(lián)反應。主要研究結(jié)果如下：
　　1）設(shè)計合成了系列手性氮雜二茂鐵環(huán)蕃（Scheme1）。
　　A、室溫條件下，高度稀釋法。在高度稀釋條件下，雙甲酰二茂鐵和相應的手性胺縮合，經(jīng)三醋酸硼氫化鈉還原，以中等收率得到N-保護手性二茂鐵環(huán)蕃，經(jīng)脫保護，得到手性二茂鐵環(huán)蕃L1和L6。
　　B、二茂鐵吡啶鹽為原料的“一鍋煮”法。二茂鐵吡啶鹽和相應手性胺為原料，在乙腈溶劑中回流，以85％的收率得到N-Boc手性二茂鐵環(huán)蕃，脫B

3、oc保護，得到手性二茂鐵環(huán)蕃L7，收率高達93%。
　　2）手性二茂鐵環(huán)蕃調(diào)控不對稱Aldol反應
　　首次利用二茂鐵可逆的氧化還原特性，高效調(diào)控不對稱Aldol反應，三價二茂鐵起到路易斯酸和大位阻雙重作用，增強反應的立體選擇性，打破傳統(tǒng)手性小分子催化劑依靠氫鍵作為立體控制單元的固定設(shè)計模式（Scheme2andScheme3）。采取兩種策略實現(xiàn)二茂鐵氧化還原調(diào)控不對稱Aldol反應：
　　A、化學氧化法：以10mol

4、%L7為催化劑，15mol%[FeCp2]+BF4為氧化劑，以高達94%的收率，95:5(anti/syn)的非對映選擇性和94%的對映選擇性，實現(xiàn)了不對稱aldol反應，且催化劑可重復使用。根據(jù)EPR波譜和對照實驗提出三價二茂鐵起路易斯酸作用（Scheme2）。
　　B、電化學氧化法：開發(fā)一種電化學調(diào)控不對稱催化新方法。室溫電解催
　　化劑L7（10mol%），二茂鐵（5mol%），p-TsONa（0.1M）和EMIMBF

5、4（0.2M）的甲醇和乙腈混合溶液，以芳香醛和酮為底物，得到系列催化產(chǎn)物，收率中等立體選擇性較高（upto65%yield,13:1dr,92%ee）。進一步驗證了二茂鐵的氧化還原性質(zhì)有效調(diào)控不對稱aldol反應催化機理（Scheme3）。
　　3）手性二茂鐵環(huán)蕃在Michael加成反應中的應用
　　以10mol%L1為催化劑，10mol%PhCOOH為有機酸，以高收率、高立體選擇性地合成系列催化產(chǎn)物（upto94%yiel

6、d,90:10dr,85%ee），并推測了反應機理（Scheme4）。
　　4）手性二茂鐵環(huán)蕃參與銅催化的2-萘酚衍生物的不對稱氧化偶聯(lián)反應。以10mol%CuCl為催化劑，10mol%L1為手性配體，該反應體系表現(xiàn)出較好的反應活性和立體選擇性，收率高達79%，ee值高達92%，并推測了反應機理（Scheme5）。
　　5）手性二茂鐵環(huán)蕃在銅催化不對稱脫氫偶聯(lián)反應中的應用
　　巧妙結(jié)合小分子催化和金屬催化循環(huán)，以10m