一种新型手性吡哆醛/吡哆胺催化剂的设计、合成及在α-酮酸不对称转氨化反应中的应用

摘要

氨基酸是一类非常重要的化合物，它是蛋白质的基本单位，也是许多药物和天然产物的结构单元。在有机化学中，光学活性的氨基酸可以作为手性助剂，是一种很好的手性源。因此，发展新的α-氨基酸的合成方法有着重要的价值。
　　生物体内α-氨基酸的合成主要途径是酶催化α-酮酸的不对称转氨化。该反应条件温和、效率高、对映选择性好。转氨酶的催化中心是辅酶维生素B6，维生素B6家族包括吡哆醛、吡哆胺以及吡哆醛和吡哆胺的磷酸衍生物。基于维生素B6结构，发展不对称仿生转氨化，合成具有光学活性的α-氨基酸有重要意义。
　　该论文的研究内容，主要包括以下三个部分:
　　(1)设计并发展了一类新型手性吡哆醛/吡哆胺催化剂，该催化剂是在吡啶环的一侧引入五元环，具有刚性大，手性中心与催化中心距离近等优点。
　　(2)实现了以吡哆醛/吡哆胺催化的α-酮酸的不对称转氨化反应，合成了一系列手性α-氨基酸，ee值最高达到86％。该反应在室温下进行，以甲醇和水为溶剂，具有条件温和、易于操作等优点。
　　(3)提出了手性吡哆胺催化酮酸不对称转氨化的反应机理，建议了反应中的过渡态模型，并对手性的产生进行了合理的解释。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 α-氨基酸是一类非常重要的有机化合物

1．2 α-氨基酸的合成方法

1．2．1 α，β-不饱和氨基酸衍生物的不对称还原氢化

1．2．2 α-酮酸酯的亚胺的不对称还原

1．2．3 α-酮酸和α-酮酯的不对称还原氨化

1．2．4 α-氨基酸衍生物α位的不对称烷基化

1．3 生物体内α-氨基酸的合成

1．4 不对称转氨化研究进展

1．4．1 吡哆醛／吡哆胺促进和催化α-酮酸转氨化

1．4．2 手性碱催化的羰基化合物不对称转氨化

1．5 课题的提出和催化剂的设计

第二章 吡哆醛和吡哆胺催化剂的合成及在酮酸转氨反应中的应用

2．1 催化剂的设计

2．2 催化剂的合成

2．1．1 化合物6的合成

2．1．2 化合物10的合成

2．1．3 由化合物10合成催化剂

2．2 底物酮酸的合成

2．4 α-酮酸不对称转氨反应条件的优化

2．4．1 催化剂的筛选

2．4．2 以12j为催化剂对反应溶剂的筛选

2．4．3 反应溶剂MeOH和H2O比例的筛选

2．4．4 反应温度的筛选

2．4．5 反应添加剂的筛选

2．5 以选定的最优条件对底物酮酸的范围进行拓展

2．6 酮酸转氨反应机理研究

2．6．1 反应机理的推测

2．6．2 产物氨基酸手性控制的分析

2．7 本章小结

第三章 实验部分

3．1 实验通则

3．2 合成化合物10

3．3 合成催化剂

3．3 合成酮酸23

3．4 酮酸转氨反应

3．5 产物氨基酸39的数据

3．6 化合物(S，R)-8的X-ray单晶衍射数据

第四章 全文总结

参考文献

附图

致谢

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