布朗斯特酸促进的不对称氢化和氧化脱芳构化反应的研究

摘要

有机含氮或氧等杂原子化合物是合成药物、天然产物及功能材料等的重要中间体。还原或氧化反应是用于合成醇、胺或手性醇、胺及含氮、氧杂环化合物的两种重要的单元反应。过渡金属催化酮或亚胺的不对称氢化反应，是目前合成手性醇和胺的最直接高效的合成方法之一;过渡金属催化的芳香化合物或芳香杂环化合物的氧化脱芳构化反应已经成为实现芳香化合物活化转化的一条可行途径。本论文中，通过添加布朗斯特酸的方式，分别实现了钯催化未活化酮和亚胺的不对称氢化反应及钌催化N-Boc吲哚的氧化脱芳构化反应。
　　论文在Pd(OCOCF3)2/(R)-C4-TunePhos(L9)/水杨酸组成的催化体系下，实现了钯催化未活化酮1的不对称氢化反应，以高达88％的ee值获得了手性仲醇2。利用水杨酸作为底物活化剂的方法，在常压氢气压力下，成功地实现了钯催化未活化酮类底物的不对称氢化还原。此催化不对称氢化反应体系的发展，为手性醇的制备、尤其是大位阻手性醇的制备提供了一种新方法，并扩展了钯催化不对称氢化反应的底物适用范围。
　　论文以Pd(OCOCF3)2/(R)-C4-TunePhos(L9)/D-DTTA（D-二（对甲基苯甲酰）酒石酸）组成催化体系，实现了钯催化未活化亚胺的不对称氢化反应，取得了高达95％的ee值。利用手性酒石酸衍生物D-DTTA活化底物的方式，可实现未活化亚胺3a-s的高效、高对映体选择性的不对称氢化反应，尤其对亚胺3j-s的不对称氢化反应，为光学纯1，2，3，4-四氢-1-萘胺和3，4-二氢-2-氢氧杂-4-萘胺骨架化合物4j-s的合成提供了一种新方法。
　　论文以三氯化钌作为催化剂，叔丁基过氧化氢(TBHP)作为氧化剂，实现了N-Boc吲哚衍生物5的羟基化-氧化脱芳构化和烷氧基化-氧化脱芳构化反应，从而通过简单的方法合成重要的有机合成中间体2-取代-3-氧代吲哚啉化合物6和7。此反应体系具有反应条件温和、原子利用率高等优点，是实现吲哚氧化脱芳构化的一种绿色催化方法。

目录

声明

摘要

引言

1 绪论

1．1 不对称氢化反应研究背景

1．2 酮的不对称氢化和转移氢化反应

1．2．1 钌催化酮的不对称氢化和转移氢化反应

1．2．2 铑催化酮的不对称氢化和转移氢化反应

1．2．3 铱催化酮的不对称氢化反应

1．2．4 钯催化酮的不对称氢化反应

1．2．5 其它催化体系中酮的不对称氢化反应

1．3 亚胺的不对称氢化和转移氢化反应

1．3．1 钌催化亚胺的不对称氢化和转移氢化反应

1．3．2 铑催化亚胺的不对称氢化和转移氢化反应

1．3．3 铱催化亚胺的不对称氢化和转移氢化反应

1．3．4 钯催化亚胺的不对称氢化反应

1．4 布朗斯特酸促进方式在不对称氢化反应中的应用

1．4．1 布朗斯特酸促进方式在铱催化不对称氢化反应中的应用

1．4．2 布朗斯特酸促进方式在钯催化不对称氢化反应中的应用

1．5 芳香化合物的脱芳构化反应

1．5．1 过渡金属参与的脱芳构化反应

1．5．2 钌催化酚的氧化脱芳构化反应

1．6 吲哚的氧化脱芳构化反应

1．7 论文选题及设计思路

2 布朗斯特酸促进的钯催化未活化酮的不对称氢化

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 仪器与试剂

2．2．2 钯催化苯乙酮的不对称氢化反应操作

2．2．3 氧化锌催化2-十二醇苯甲酸酯的合成

2．3 结果与讨论

2．3．1 溶剂及温度对钯催化2-萘乙酮不对称氢化的影响

2．3．2 布朗斯特酸对钯催化2-萘乙酮不对称氢化的影响

2．3．3 布朗斯特酸对钯催化苯乙酮不对称氢化反应的影响

2．3．4 溶剂对钯催化苯乙酮不对称氢化反应的影响

2．3．5 手性配体对钯催化苯乙酮不对称氢化反应的影响

2．3．6 钯催化未活化酮不对称氢化反应的底物拓展

2．4 小结

3 布朗斯特酸促进的钯催化未活化亚胺的不对称氢化

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 仪器与试剂

3．2．2 亚胺底物3a-s的合成

3．2．3 钯催化未活化亚胺的不对称氢化反应

3．3 结果与讨论

3．3．1 添加物对钯催化未活化亚胺不对称氢化反应的影响

3．3．2 配体与DTTA的协同作用对手性诱导的影响

3．3．3 溶剂对钯催化未活化亚胺不对称氢化反应的影响

3．3．4 手性配体对钯催化未活化亚胺不对称氢化反应的影响

3．3．5 钯催化未活化亚胺不对称氢化反应底物拓展

3．4 小结

4 钌催化N-Boc吲哚的氧化脱芳构化反应

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 仪器与试剂

4．2．2 N-Boc吲哚底物的合成

4．2．3 钌催化N-Boc吲哚的氧化脱芳构化反应

4．3 结果与讨论

4．3．1 钌催化N-Boc吲哚羟基化-氧化脱芳构化反应条件优化

4．3．2 钌催化N-Boc吲哚羟基化-氧化脱芳构化反应底物拓展

4．3．3 钌催化N-Boc吲哚羟基化-氧化脱芳构化反应机理研究

4．3．4 钌催化N-Boc吲哚烷氧基化-氧化脱芳构化反应条件优化

4．3．5 钌催化N-Boc吲哚烷氧基化-氧化脱芳构化反应底物拓展

4．3．6 钌催化N-Boc吲哚烷氧基化-氧化脱芳构化反应机理研究

4．4 小结

结论

论文展望

创新点摘要

参考文献

附录A 部分化合物核磁谱图和液相谱图

致谢

作者简介

攻读博士学位期间发表学术论文情况