手性氨基酸衍生物的合成及其在不对称碳-碳键形成中的应用

摘要

本论文主要集中于以氨基酸为原料的手性化合物的合成及在形成碳—碳键的不对称反应中的应用进行了研究.　　手性氨基醇衍生物，虽然已经成功地用于多种不对称催化反应中，但是以氨基酸为原料的手性多齿配体的合成和应用研究文献报道较少.尤其是手性相转移催化剂目前大部分还限于金鸡纳生物碱衍生物的范围.另外，某些新的醇醛缩合反应底物的研究还存在有很大的空间，因此我们对某些新的手性配体和手性催化剂以及新的醇醛缩合反应体系进行了研究.1.我们以天然氨基酸为原料合成了一系列三齿手性氨基醇配体1a～1f，并且对这些化合物的结构进行了比较详细的分析和测定.特别是对以二分子脯氨酸为原料合成的叔胺基醇1d的结构进行了较为深入的研究，在核磁共振谱中作了氢-氢相关和碳—氢相关以及碳—氢远程耦合等图谱，确定了各个氢原子的归属.并且对1d的晶体结构进行了X-衍射的测定，从而确定两个环的相对位置和手性碳原子的绝对构型.这些氨基醇配体可以用于醛对二乙基锌的不对称加成反应中，得到相应的手性仲醇产物，有比较高的产率和中等的对映选择性.某些配体也可以用于某些底物的醇醛缩合反应，也能得到相应的缩合产物和一定的对映选择性的β-羟基酮.2.还合成了一系列2，2，2-三氟芳乙酮衍生物，并对它们与某些甲基酮在以脯氨酸为催化剂的条件下发生醇醛缩合反应进行了研究.　　酮发生对映选择性醇醛缩合反应，以接近定量的产率得到相应的光学活性β-芳基-β-羟基-β-三氟甲基酮的衍生物.同时还发现，生成的产物β-羟基酮非常稳定，不容易发生消旋和脱水.我们还尝试用其他手性有机小分子催化此反应体系以寻找更加有效的催化剂.结果发现，对于这一反应体系，脯氨酸仍然是一种最理想的天然手性催化剂.曾试图将光学活性β-芳基-β-羟基-β-三氟甲基酮的衍生物之一转化为手性的Mosher’sacid，进行构型联系，从而确定它们的绝对构型，但是尚未取得成功.

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

第一节不对称合成

一、不对称合成简介

二．不对称合成的方法和类型

第二节手性配体和手性催化剂

第三节形成不对称碳-碳键反应简介

第四节本论文的立题

第二章手性氨基醇配体及在不对称碳-碳键形成中的应用

第一节背景介绍

第二节三齿手性氨基醇配体的设计和合成

一、配体1a～1c的合成

二、配体1d的合成

三、配体1e的合成

四、配体1f的合成

第三节三齿手性氨基醇配体在醛对二乙基锌的加成反应中的应用

一、配体1a～1c在醛与二乙基锌的不对称加成反应中的应用

二、配体1d在醛对二乙基锌的不对称加成反应中的应用

第四节小结

第三章有机小分子催化的直接不对称醇醛缩合反应

第一节直接不对称醇醛缩合反应简介

第二节手性氨基醇配体催化的不对称醇醛缩合反应

第三节L-Proline催化的不对称醇醛缩合反应

第四节三氟甲基芳酮系列化合物的合成

第五节脯氨酸催化的三氟甲基芳酮与甲基酮的不对称醇醛缩合反应

第六节本章小结

第四章手性季铵盐在不对称相转移催化反应中的应用研究

第一节背景介绍

第二节具有C2对称轴的手性季铵盐的设计与合成研究

一、环二肽的合成

二、环二肽还原成环状二胺

三、DABCO衍生物的合成

四、化合物20a的晶体结构

五、卤代烃的合成

六、手性季铵盐的合成

第三节小结

第五章实验部分

第一节实验通则

一、仪器

二、试剂

第二节三齿手性氨基醇配体的合成

一、(S)N羧苄基脯氨酸(2)的制备

二、配体1a的合成

三、配体1b的合成

四、配体1c的合成

五、配体1d的合成

六、化合物1d的晶体结构数据：

六、配体1e的合成

七、配体1f的合成

第三节三齿手性配体作用下的醛与二乙基锌反应的研究

一、二乙基锌(Et2Zn)的制备

二、配体1a～1d化作用下的二乙基锌和醛的加成反应

第四节手性有机小分子催化的醛醇缩合反应的研究

一、配体1e～1f作用下的不对称醇醛缩合反应

二、三氟甲基芳酮的合成

三、LProline作用下的三氟甲基芳酮与甲基酮的Aldol反应

第五节手性季铵盐的合成

一、以苯丙氨酸为原料的手性DABCO衍生物的合成

二、以缬氨酸为原料的手性DABCO衍生物的合成

三、用于合成季铵盐的卤代烃的合成

四、化合物20a与卤代烃的反应

附录

一、参考文献

二、谱图（一）

二、谱图（二）

三、博士期间发表和待发表的论文

四、致谢