新的手性二茂鐵基吡咯環(huán)配體的設(shè)計(jì)、合成及在不對(duì)稱催化反應(yīng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、本文以有機(jī)合成方法學(xué)為目標(biāo)，從便宜、易得的L-脯氨酸出發(fā)，設(shè)計(jì)、合成了四個(gè)新的手性二茂鐵基吡咯環(huán)單膦配體和十二個(gè)新的手性二茂鐵基吡咯甲醇配體，研究了這些手性膦配體在催化二乙基鋅對(duì)亞胺的不對(duì)稱加成反應(yīng)和二茂鐵基吡咯甲醇配體在催化二乙基鋅對(duì)醛的不對(duì)稱加成反應(yīng)中的應(yīng)用。 一、新的手性二茂鐵基單膦配體的設(shè)計(jì)、合成及其在催化亞胺不對(duì)稱加成中的應(yīng)用 以便宜、易得的L-脯氨酸為原料，利用簡便的合成路線，合成了四個(gè)新的手性二茂鐵基膦配體

2、5-8，通過核磁共振氫譜、核磁共振碳譜、紅外光譜、高分辨質(zhì)譜等手段對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，此外還測定了化合物7的晶體結(jié)構(gòu)。研究了這些配體的銅(Ⅱ)配合物在催化二乙基鋅對(duì)N-對(duì)甲基苯磺酰芳醛亞胺的不對(duì)稱加成反應(yīng)中的應(yīng)用，結(jié)果表明手性配體5的催化效果最好，在最佳反應(yīng)條件下，可以達(dá)到99％的化學(xué)產(chǎn)率和最高86％的ee值，這是目前最好的催化N-對(duì)甲基苯磺酰亞胺不對(duì)稱加成反應(yīng)的手性配體之一。提出了配體5.銅(Ⅱ)催化該反應(yīng)的可能反應(yīng)機(jī)理。此外，還研究

3、了手性配體5.銅(Ⅱ)配合物對(duì)N-二苯基磷酰芳醛亞胺與二乙基鋅加成反應(yīng)的不對(duì)稱誘導(dǎo)效應(yīng)，在優(yōu)化的反應(yīng)條件下，取得了最高78％的化學(xué)產(chǎn)率和90％的ee值。據(jù)我們所知，這是目前唯一的能夠同時(shí)高立體選擇性地催化兩種不同亞胺與二乙基鋅不對(duì)稱加成的手性配體。 二、新的手性二茂鐵基吡咯甲醇類lie體的設(shè)計(jì)、合成及其在催化醛的不對(duì)稱加成反應(yīng)中的應(yīng)用 以L-脯氨酸l為原料，經(jīng)過四步合成了六個(gè)新的手性二茂鐵基吡咯甲醇類配體20a-f，并利

4、用現(xiàn)代分析技術(shù)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并測定了主要中間體19a的晶體結(jié)構(gòu)。研究了手性配體20a-f在催化二乙基鋅與芳香醛的不對(duì)稱加成反應(yīng)中的應(yīng)用，其中配體20a給出了最高95％的化學(xué)產(chǎn)率和99．0％的ee值。實(shí)驗(yàn)表明，手性配體的結(jié)構(gòu)對(duì)加成產(chǎn)物的ee值和構(gòu)型都有很大影響：羥基碳原子上有苯基時(shí)，加成產(chǎn)物的∞值比較高，為S．型；反之取代基為烷基時(shí)，產(chǎn)物的ee值比較低，為R-型(甲基除外)。提出了手性配體催化二乙基鋅與醛不對(duì)稱加成的可能反應(yīng)機(jī)理。通

5、過與相應(yīng)的二茂鐵基氮雜環(huán)丙醇的催化結(jié)果比較可以得出結(jié)論：具有剛性較大的三元環(huán)骨架的手性二茂鐵基氮雜環(huán)丙醇一般情況下較相應(yīng)的手性二茂鐵基吡咯甲醇有更高的對(duì)映選擇性，由此表明該類二茂鐵基氮雜環(huán)醇類手性配體中雜環(huán)剛性的大小對(duì)反應(yīng)的立體選擇性控制也起很大作用。 三、新的具有C2對(duì)稱軸的手性二茂鐵基吡咯甲醇類配體的設(shè)計(jì)、合成及其在催化醛的不對(duì)稱加成反應(yīng)中的應(yīng)用 以L-脯氨酸為原料，合成了六個(gè)新的具有C2對(duì)稱軸的手性二茂鐵基吡咯甲醇

6、配體36a-f。利用現(xiàn)代分析技術(shù)對(duì)配體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，測定了中間體35c的晶體結(jié)構(gòu)。研究了手性配體36a-f對(duì)催化二乙基鋅與醛加成反應(yīng)的催化效率和不對(duì)稱誘導(dǎo)效應(yīng)，其中36a給出了最好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：最高94％的化學(xué)產(chǎn)率和92.1％的ee值。實(shí)驗(yàn)表明，羥基碳原子上的取代基對(duì)反應(yīng)的ce值和加成產(chǎn)物的構(gòu)型有較大影響。與單取代的手性配體相似，當(dāng)取代基為苯基時(shí)，反應(yīng)的ee值最高，并得到S-型產(chǎn)物；而當(dāng)取代基為烷基時(shí)，產(chǎn)物的ee值較低，主要得到R．型產(chǎn)