超分子亚胺离子催化在插烯Michael加成与动力学拆分中的应用

摘要

近几年，由于催化剂用量大，反应时间长等缺点的限制，有机小分子催化研究遇到了一些阻力。在这种背景下，超分子亚胺离子催化的概念被提出来。在常见的亚胺离子催化体系中，原位生成的亚胺离子与抗衡离子形成紧密的离子对。超分子亚胺离子催化是利用非共价催化剂与抗衡阴离子通过氢键作用，来活化原位生成的亚胺离子，这样就大大提高了反应中亚胺离子的活性和浓度。许多传统亚胺离子催化不能实现或者很难实现的反应，在这个催化体系下就可以实现，而且可以降低昂贵的手性催化剂用量，提高反应速率。本论文围绕超分子亚胺离子催化展开，讲述超分子亚胺离子催化在插烯Michael加成反应与对β位有较大位阻的芳基的醛的动力学拆分中的应用。
　　在第一章，我们将对有机催化的插烯Michael加成反应进行简要总结，从底物的结构及活化其模式方面，通过对文献的总结，发现插烯Michael加成反应所遇到的挑战，比如如何提高插烯底物的活性，如何简单直接的对未活化的底物进行插烯反应，以及如何提高化学选择性，区域选择性，非对映选择性以及对映选择性的问题。同时，由于不对称插烯Michael会直接生成手性的1，7二羰基化合物，这种化合物是手性合成中的重要合成子。可以直接进行许多转化。在天然产物与药物分子的合成中，具有重要意义。
　　在第二章，我们将对我们在超分子亚胺离子催化氧化吲哚衍生物对α，β不饱和醛的直接插烯Michael加成进行介绍。吲哚骨架几乎是生物碱中最常见的骨架之一，而且许多含有吲哚骨架的生物碱具有广谱的生物活性。环外的氧化吲哚底物，相对于环内的不饱和丁内酯或丁内酰胺结构来说，由于自身低的活性，使得传统亚胺离子催化很难实现这个反应。我们用超分子亚胺离子催化实现氧化吲哚的直接插烯Michael加成反应，可以得到非常高的产率与对映选择性。
　　实现了直接的插烯Michael加成后，我们考虑如何将插烯Michael反应应用到在天然产物中广泛存在的骨架的构筑中。由于直接插烯Michael加成的产物是1，7二羰基化合物，这种化合物可以在自由基或氮杂环卡宾条件下进行关环反应。在第三章，我们设计了一个简单的插烯Michael加成与Stetter反应接力合成Hajos-Parrish Ketone骨架的反应。这种骨架在天然产物合成中应用十分广泛，但是有时候却需要很多额外的步骤实现官能团转化和官能团移位。所以合成这种骨架的异构体，使之携带其他官能团，或者在其他位置的官能团，也非常有意义。而且，将不对称插烯Michael加成与Stetter反应接力运用，文献中的报道也很少，我们的工作为这一领域做了重要补充。
　　在第四章，我们首先对有机催化动力学拆分的发展进行简单介绍。对映体拆分作为不对称合成中的强力工具，在科学研究和工业上都有广泛的使用。然而对β位有较大位阻的醛动力学拆分很有挑战性。由于β位取代基的位阻，会影响到催化剂与底物的相互作用。传统亚胺离子催化就很难实现这个反应。我们用超分子亚胺离子催化的方法，可以以很高的拆分效率，实现这个β芳基取代的醛的动力学拆分。而且，拆分过程中生成的手性多官能团取代的环己烷，也得到了很高的产率以及非对映与对映选择性。这个动力学拆分一个独特的地方是引入了一个多重活化的策略，不仅活化了底物，而且活化了反应的中间体，使得反应加快进行。同时也证明了，非共价作用，对共价催化也会起到重要的影响。

目录

声明

第一章 有机催化的插烯Michael加成反应简介

1.1 前言

1.2. 间接Mukaiyama插烯Michael反应

1.3 原位生成的二烯醇作为插烯亲核试剂

1.4 结论

参考文献

第二章 超分子亚胺离子催化氧化吲哚对不饱和醛的直接插烯Michael加成

2.1 背景介绍

2.2 结果与讨论

2.3 本章小结

2.4 实验部分

参考文献

第三章 插烯Michael加成与Stetter反应接力串联构筑Hajos-Parrish ketone 骨架

3.1 背景介绍

3.2 结果与讨论

3.3 结论

3.4 实验部分

参考文献

第四章 超分子亚胺离子催化在动力学拆分中的应用

4.1 小分子催化动力学拆分简介

4.2 结果与讨论

4.3 结论

4.4 实验部分

参考文献

在学期间的研究成果

附录

致谢