手性氨基醇类催化剂的设计合成及其在硼烷对前手性酮不对称还原反应中的应用研究

摘要

不对称催化合成是当今有机化学的前沿领域之一，为制备对映体纯的手性药物和手性材料提供了崭新的机遇。光学活性的二级醇是许多不对称合成中的手性配体，也是许多手性药物，天然产物，以及功能材料的重要前体。硼烷对前手性酮的不对称还原是合成手性仲醇的重要方法。本论文主要设计合成了四个系列的手性氨基醇类的催化剂，研究了它们在硼烷对前手性酮的不对称还原反应中的应用。 (1)以天然手性樟脑为起始原料，经过简单的三步反应合成了β-氨基醇配体Ⅰ-5(a-b)以及Ⅰ-8。在催化硼烷对苯乙酮的不对称还原反应时，催化剂几乎没有表现出催化活性。 (2)以天然L-脯氨酸为起始原料，经过几步转化合成了C2-对称的手性β-氨基醇Ⅱ-8，将其应用于硼烷对前手性酮的不对称还原反应中。以THF为溶剂(回流)，催化剂的用量为1 mol％时，产物的ee值最高达到了94.5％。Ⅱ-8的催化效果虽然不如非C2-对称的催化剂A，但是要好于同样是C2对称的催化剂B，结果说明催化剂结构的改变会影响催化效果。 (3)以天然氨基酸为起始原料，经过简单的几步反应合成了开链冠醚类C2-对称的手性β-氨基醇Ⅲ-6以及Ⅲ-10(a-d)，将其应用于硼烷对前手性酮的不对称还原反应中，含有脯氨醇结构单元Ⅲ-6的催化效果要好于由其他氨基酸衍生的Ⅲ-10(a-d)，THF为溶剂，回流，催化量为10 mol％时，最高得到85％的ee值。同时，我们观测到温度影响产物构型的有趣现象，这种情况比较少见。THF回流的条件下，(R)-1-苯基乙醇最高得到67％的ee值；甲苯为溶剂，0℃，(S)-1-苯基乙醇最高得到19％的ee值，产物的构型发生了翻转，THF为溶剂时产物的构型也翻转。 (4)以天然L-脯氨酸为起始原料，经过几步转化合成了以萘环为母体的C2-对称的手性β-氨基醇Ⅳ-5(a-c)，将其应用于硼烷对前手性酮的不对称还原反应中，同样，我们也观测到温度影响产物构型的现象。以甲苯为溶剂，催化剂用量为l0mol％，回流时，1-苯基乙醇的ee值最高达到了78％，构型为R，室温时，产物的ee值最高达到了30％，构型翻转为S。

目录

文摘

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声明

第一章前手性酮的不对称还原反应研究进展

1.1前言

1.2手性氨基醇衍生的啞唑硼烷不对称催化前手形酮还原反应的研究进展

1.2.1发展简况

1.2.2催化不对称反应机理

1.2.3手性啞唑硼烷催化剂在CBS催化剂基础上的发展

1.3啞唑硼烷以外手性催化剂在不对称催化前手性酮还原反应的应用

1.3.1 N原子上含取代基酰胺类手性催化剂的应用

1.3.2 N原子上为烷基取代的手性催化剂的应用

1.3.3樟脑衍生的手性催化剂的应用

1.3.4二醇/二酚类手性催化剂的应用

1.4小结

参考文献

第二章天然手性樟脑衍生的β-氨基醇配体催化的硼烷对前手性酮的不对称还原反应

2.1前言

2.2结果与讨论

2.3 小结

2.4实验过程

参考文献

第三章1,3,4-啞二唑衍生的手性C2对称氨基醇催化的硼烷对前手性酮的不对称还原反应

3.1前言

3.2结果与讨论

3.3 小结

3.4实验过程

参考文献

第四章开链冠醚类C2对称手性氨基醇催化的硼烷对酮的不对称还原反应

4.1前言

4.2结果与讨论

4.3小结

4.4实验过程

参考文献

第五章以萘环为母体的C2对称手性氨基醇催化的硼烷对酮的不对称还原反应

5.1前言

5.2结果与讨论

5.3小结

5.4实验过程

参考文献

致 谢

附录 攻读博士期间的工作