手性雙噁唑啉金屬絡(luò)合物催化的不對(duì)稱傅-克反應(yīng)研究.pdf

1、催化不對(duì)稱Friedel-Crafts反應(yīng)是合成含有芳基的光學(xué)活性化合物的有效途徑，是形成碳—碳鍵的重要方法之一，在有機(jī)合成中具有十分重要的意義。十多年來，該領(lǐng)域的研究逐漸引起人們關(guān)注并已取得一些重要進(jìn)展。但總的說來，該領(lǐng)域的研究依然處于初始階段，反應(yīng)的底物范圍不寬、催化劑用量普遍較高。因此，開拓新型的不對(duì)稱Friedel-Crafts反應(yīng)非常重要。 在金屬催化的不對(duì)稱Friedel-Crafts反應(yīng)中，采用能夠與催化劑金屬離子

2、以1，4-、1，5-螯合配位，形成五、六員環(huán)中間態(tài)的雙齒螯合型烷基化底物是一種常用策略，因?yàn)轵献饔媚軌蛴行У臏p少反應(yīng)的過渡態(tài)，保證反應(yīng)的高對(duì)映選擇性。為拓展不對(duì)稱Friedel-Crafts反應(yīng)的底物范圍，發(fā)展新的Friedel-Crafts反應(yīng)，我們首次將新穎的1，3-螯合配位策略引入到該反應(yīng)的研究。 首先研究了能夠與催化劑產(chǎn)生1，3-螯合配位模式的硝基乙烯類底物與吲哚的不對(duì)稱Friedel-Crafts反應(yīng)，通過對(duì)金屬路易

3、斯酸、配體、溶劑以及溫度等反應(yīng)條件的優(yōu)化，我們發(fā)現(xiàn)以10mol％Zn(OTf)2為催化劑，12mol％(S)-Ph-Bisoxazoline為手性配體，在甲苯溶劑中0℃條件下，反應(yīng)以優(yōu)異的收率、高達(dá)90％ee的對(duì)映選擇性獲得產(chǎn)物。在此條件下，進(jìn)一步將反應(yīng)拓展到各種芳基、烷基取代的硝基乙烯化合物以及β-硝基丙烯酸酯。借助ChemDraw3DMM2軟件模擬，我們認(rèn)為底物中硝基的兩個(gè)氧原子與催化劑Zn離子的1，3-螯合配位是手性控制的關(guān)鍵，吲

4、哚從硝基乙烯底物的Re面進(jìn)攻得到S構(gòu)型產(chǎn)物，這與文獻(xiàn)報(bào)道的產(chǎn)物絕對(duì)構(gòu)型吻合。 進(jìn)一步以1，3-螯合配位為策略，發(fā)展了簡單的磺?；蓟﹣啺返孜锏牟粚?duì)稱Friedel-Crafts反應(yīng)。通過對(duì)各種反應(yīng)條件的優(yōu)化，我們發(fā)現(xiàn)以10mol％Cu(OTf)2為催化劑，17mol％(S)-Bn-Bisoxazoline為手性配體，在二氯甲烷溶劑中20℃條件下，反應(yīng)的對(duì)映選擇性可以達(dá)到96％ee。將對(duì)硝基苯磺?；?Ns)引入亞胺底物后，可以進(jìn)

5、一步將反應(yīng)拓展到帶有給電子基的芳基醛亞胺底物。為理解反應(yīng)的手性控制機(jī)制，我們培養(yǎng)了產(chǎn)物3-6f的單晶并確定其絕對(duì)構(gòu)型為S。借助ChemDraw3DMM2軟件模擬，我們認(rèn)為底物的亞胺氮原子與磺酰基的一個(gè)氧原子以1，3-螯合配位形式與催化劑Cu離子絡(luò)合是反應(yīng)手性控制的關(guān)鍵，吲哚從亞胺的Re面進(jìn)攻得到S構(gòu)型產(chǎn)物，這與實(shí)驗(yàn)事實(shí)吻合。當(dāng)亞胺底物的磺?；槐交〈螅S著1,3-螯合配位的消失，反應(yīng)只能獲得消旋產(chǎn)物，這一實(shí)驗(yàn)事實(shí)再次證明了1,3-螯

6、合配位模式師獲得高對(duì)映選擇性的關(guān)鍵。 為進(jìn)一步提高不對(duì)稱Friedel-Crafts反應(yīng)的活性和選擇性，我們對(duì)傳統(tǒng)的雙噁唑啉配體進(jìn)行改造，首次合成了含有不同取代基的非C2-對(duì)稱性雙噁唑啉配體。在吲哚與硝基苯乙烯的Friedel-Crafts反應(yīng)中，我們發(fā)現(xiàn)含有苯基及叔丁基的非C2-對(duì)稱性雙噁唑啉配體能夠?qū)⒎磻?yīng)的對(duì)映選擇性提高到88％ee。在吲哚與丙二酸酯衍生的缺電子烯烴的Friedel-Crafts反應(yīng)中，這一配體能夠?qū)⒎磻?yīng)的對(duì)