新型长链烷基脯氨酰胺的合成及其不对称催化性能研究

摘要

有机小分子催化的水相Aldol反应是近年来研究最广泛也最深入的一种反应类型。各种用于水相催化的新型小分子催化剂不断涌现。本文根据有机催化中功能拼合的基本原理,合成了两类共6种带有长链烷基的脯氨酸衍生物。研究了其催化直接不对称Aldol反应的催化活性和立体选择性。
　　 1.以反式-4-羟基-L-脯氨酸为原料,通过对其羟基的酯化及羧基的酰胺化,合成了四种长链烷基酯基取代的脯氨酸衍生物4a-b和1a-b；从反式-4-羟基-L-脯氨酸出发,经醚化和酰胺化,合成了两种长链烷氧基取代的脯氨酸衍生的小分子催化剂2和7。所有新化合物均经IR,1H NMR,13C NMR和HRMS对其结构进行了表征。
　　 2.研究了6种催化剂分别在有机相和水相对环己酮和取代苯甲醛的分子间直接不对称Aldol反应的催化活性和立体选择性。结果表明,长链烷基脯氨酰胺1a-b和2在含水体系中的具有较高的催化活性和立体选择性,体系中加入与催化剂等摩尔量的p-硝基苯甲酸能起到明显的助催化作用。催化反应均得到反式为主的产物,收率、anti:syn和ee值分别达到>99％、98:2和98％。
　　 3.研究了各种催化剂在有机相和水相对丙酮和取代苯甲醛的分子间直接不对称Aldol反应的催化活性和立体选择性。结果表明,无水条件下,以丙酮做溶剂,加入与催化剂等摩尔的p-硝基苯甲酸能显著提高催化剂的活性和立体选择性。其立体选择性与脯氨酸相当。
　　 4.对长链烷基脯氨酰胺在水相中催化Aldol反应的机理进行了探讨。在水相中,由于催化剂的两亲性使其通过疏水作用与有机底物聚集在一起形成有机微环境,从而使催化反应能够更有效地进行,其立体选择性的产生与脯氨酸在有机相里催化的反应类似。Br(o)nsted酸的加入可能促进了烯胺中间体的生成和稳定,从而提高了反应的活性和立体选择性。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

1.1 脯氨酸与有机小分子催化

1.2 脯氨酸催化的直接不对称Aldol反应

1.3 脯氨酸衍生物催化的直接不对称Aldol反应

1.3.1 4-取代-L-脯氨酸类

1.3.2 脯氨酸类似物

1.3.3 多中心催化的脯氨酰胺类

1.3.4 手性胺-质子酸

1.3.5 含有脯氨酸的小分子肽类

1.4 其它小分子催化的直接不对称Aldol反应

1.5 课题设计及工作思路

第二章 催化剂的设计和合成

2.1 引言

2.2 催化剂的设计

2.3 催化剂的合成

2.3.1 合成路线的设计

2.3.2 催化剂的合成与表征

2.4 实验部分

2.4.1 主要试剂、仪器和一般测试条件

2.4.2 化合物的合成方法及结构表征

2.5 小结

第三章 长链烷基脯氨酰胺催化的直接不对称Aldol反应

3.1 引言

3.2 催化环己酮与芳香醛的直接不对称Aldol反应研究

3.3 催化丙酮和芳香醛的直接不对称Aldol反应研究

3.4 水相催化机理探讨

3.5 实验部分

3.5.1 主要试剂、仪器和一般测试条件

3.5.2 标准Aldol样品的制备

3.5.3 催化直接不对称Aldol反应通法

3.5.4 Aldol产物结构表征及液相分离条件

3.6 小结

结论

参考文献

附图

作者简历

攻读硕士学位期间已发表和待发表工作

致谢