基于不对称串联环加成反应合成吡喃并[2,3-d]嘧啶酮衍生物

摘要

不对称合成反应的小分子催化剂具有便宜易得、反应条件温和、对环境友好等特点，近年来成为有机催化研究领域的热点。吡喃并[2,3-d]嘧啶酮是构成许多重要的天然产物和具有生物活性和药理活性化合物的骨架分子，同时也是有机合成中重要的结构单元。至今尚未有关于手性吡喃并[2,3-d]嘧啶酮结构化学合成方法的报道。因此，有机小分子催化合成的手性吡喃并[2,3-d]嘧啶酮的合成方法有重要的意义。 本文以硫脲叔胺类有机小分子双功能催化剂VI为催化剂，催化以2-(1-炔基)-2-烯基–酮和1,3-二甲基-巴比妥酸为底物的串联[3+3]环加成反应得到目标产物手性吡喃并[2,3-d]嘧啶酮，反应有较好的收率和高对映选择性。我们推测反应过程中双功能催化剂能通过与两底物形成氢键活化反应和对反应立体控制；两底物催化剂作用下依次反生Michael加成和分子内环合反应。根据反应机理推测，设计实验、研究了反应普适应。实验先后对催化剂、溶剂、反应时间、催化剂用量等条件进行筛选，确定适合反应进行的最优反应条件。低温有利于反应获得高的对映选择性。之后，在最优反应条件下，进行底物扩展实验，其中有18个底物能顺利进行反应得到相应目标产物，其中反应收率最高能达到87%，对映选择性可以达到94%。同时，通过对底物扩展实验分析空间位阻效应和电子效应对反应的影响。空间位阻能较大程度的影响底物2-(1–炔基)-2-烯基-酮和1,3-二甲基-巴比妥酸间的串联环加成反应。

目录

声明

第1章 文献综述

1.1 引言

1.2有机小分子双功能催化剂的研究进展

1.2.1 硫脲类

1.2.2 方酰胺类小分子双功能催化剂

1.2.3 磺酰胺类小分子双功能催化剂

1.3有机小分子双功能催化剂催化不对称串联环加成反应的研究进展

1.3.1 硫脲类双功能催化剂用于串联环加成反应

1.3.2 方酰胺类双功能催化剂用于串联环加成反应

1.4 吡喃并[2,3-d]嘧啶酮衍生物合成进展

1.4.1 吡喃并[2,3-d]嘧啶酮衍生物的简介

1.4.2 吡喃并[2,3-d]嘧啶酮衍生物的合成进展

1.5 本文研究内容

1.5.1 课题提出

1.5.2 研究内容

第2章 实验部分

2.1 主要试剂及原料

2.2 主要仪器及设备

2.3 底物2-(1-炔基)-2-烯基-1-酮 (1a-1s) 的合成与表征

2.4 底物1,3-二甲基-2-硫代巴比妥酸和1,3-二乙基-巴比妥酸合成与表征

2.5手性吡喃并[2,3-d]嘧啶酮的合成与表征

第3章 结果与讨论

3.1吡喃并[2,3-d]嘧啶酮的手性合成反应条件优化

3.1.1催化剂筛选

3.1.2 溶剂的筛选

3.1.3 助催化剂的筛选

3.1.4 反应温度及催化剂用量确定

3.1.6 最优反应条件

3.2 吡喃并[2,3-d]嘧啶酮的手性合成反应普适性研究

3.2.1 关于2-(1-炔基)-2-烯基-1-酮的底物拓展

3.2.2 关于1,3-二甲基-巴比妥酸的底物拓展

3.3 反应机理推测

第4章 结论

参考文献

附录

发表论文和参加科研情况说明

致谢