水相中a羥基醛及其衍生物與炔、胺三組份偶聯(lián)非對映選擇性合成炔丙基胺的研究.pdf

1、在傳統(tǒng)的有機合成反應中，人們更關心的是高收率和低成本，而從“綠色化學”的概念出發(fā)，還需要考慮反應中的原子經(jīng)濟性，低毒低揮發(fā)溶劑，減少廢棄物，條件溫和，材料可再生等諸多因素，并在此基礎上實現(xiàn)更廉價的反應。選擇與環(huán)境友好的“潔凈”的反應介質是綠色化學研究的重要組成部分。水是最便宜，條件最溫和的反應介質，具有廉價、安全、環(huán)境友好、操作簡單等特點，是理想的綠色化溶劑。同時水是生命的載體和基礎，影響生命體系的有機生化反應及無機反應都以水為介質并在

2、水相中發(fā)生。近年來，水相中的金屬有機反應為實現(xiàn)環(huán)境友好的高效、高選擇性合成化學提供了更多的機會，該方向的研究具有重要的理論意義。本論文從綠色化學的目標和原理出發(fā)，以水為反應介質，圍繞原子經(jīng)濟性的特點和要求，通過醛、胺、炔三組分偶聯(lián)(A3)的方法研究非對映選擇性合成手性含氮物質-炔丙基胺。以銅、銀、金等過渡金屬為催化劑，研究其在炔丙基胺合成中的催化和螯合作用機理，探討后過渡金屬催化劑和水相介質對反應選擇性的影響。
　　 手性含氮化

3、合物在自然界中廣泛存在，具有α氨基醇結構單元的炔丙基胺化合物更具有生物活性上的重要意義，發(fā)展對映和非對映異構體純的胺類合成方法是合成化學的重要目標。基于羥胺類化合物生物活性上的意義，本論文在已有的醛、胺、炔三組分偶聯(lián)反應研究的基礎上，研究α羥基醛及其衍生物通過A3反應合成具有羥胺結構炔丙基胺的非對映選擇性。
　　 為了得到論文研究需要的反應底物α羥基醛和α烷氧基醛，我們通過正已醛、環(huán)已基醛和苯甲醛分別與乙烯基格氏試劑反應生成不同

4、的烯丙基醇，再經(jīng)過羥基保護和臭氧化反應得到理想的脂肪醛。
　　 在α位有烷基支鏈的脂肪醛與哌啶、苯乙炔三組分偶聯(lián)的反應中，銀和金鹽的催化效率高于銅鹽，碘化銀在α烷基取代的脂肪醛參與的A3反應中表現(xiàn)出最高的催化活性。銅、銀、金鹽催化劑及反應溫度的變化對產物選擇性的影響甚小，而對產率的影響較大。取代基類型是影響這類醛A3反應非對映選擇性的主要因素。
　　 當反應底物醛的α位引入氧原子后，銀與氧的螯合作用使A3反應無法得到期望

5、的炔丙基胺產物，而金鹽催化劑卻能給出很高產率的目標產物。碘化金作為催化劑，即使在室溫條件下也能得到較高的產率和非對映選擇性。由長鏈的醛能得到較好的產率和較高的選擇性。底物醛中α碳上氧原子所連接的取代基對產物的立體選擇性沒有明顯的影響。溶劑和溫度的變化對此類反應非對映選擇性影響不大，室溫下的水相溶劑中能得到較高的產率和選擇性，沒有其他副產物生成，所以該反應是一個溫和條件下水相介質中理想的的原子經(jīng)濟性反應。
　　 在考察簡單的c羥基

6、醛及其衍生物參與A3反應的基礎上，研究了與生命過程更為接近的糖類衍生物與哌啶和苯乙炔偶聯(lián)反應的情況，嘗試拓展該反應體系生物學上的意義。當使用光學純的受保護的三碳醣作為反應底物時，得到了高產率和高立體選擇性的炔丙基胺。當以芐基保護的六碳糖結構或?；Ｗo的六碳糖作為底物醛時，該反應幾乎得不到炔丙基胺，反應活性遠不如三碳糖。六碳糖穩(wěn)定的六元環(huán)半縮醛結構可能是阻礙其進行A3反應的主要因素。
　　 本論文分析了α羥基或烷氧基醛與哌啶、苯乙

7、炔偶聯(lián)反應的機理，認識過渡金屬活化端炔C-H鍵增強端炔的反應活性以及活化亞胺雙鍵并促進亞胺與端炔反應的過程，在水相金屬有機合成方法學研究的基礎上，進一步探討水相中銅、銀、金作為過渡金屬催化劑在A3反應中的螯合作用機制。
　　 通過比較炔丙基胺產物中特征H的偶合常數(shù)得出了含有β氨基醇結構單元的非對映異構體的相對構型，并得出該產物順反異構體的比率。
　　 通過色譜、核磁共振、紅外光譜、質譜和高分辨質譜等分析手段對非對映異構體