有机小分子催化3-硝基-2H-色烯和3-硝基-1,2-二氢喹啉的手性合成

摘要

有机小分子催化,即用低分子量的有机分子催化有机反应,近年来已经成为合成手性化合物非常有效的方法。手性2H-色烯和1,2-二氢喹啉是许多具有生物及药理活性的天然产物以及药物分子的核心骨架,而且,这两类化合物可以分别用来合成重要的手性色满和1,2,3,4-四氢喹啉类化合物。显然,利用有机小分子催化合成手性2H-色烯和1,2-二氢喹啉具有重要意义。
　　本文以trans-4-羟基-L-脯氨酸、L-苯丙氨酸和L-脯氨酸三种氨基酸为起始原料合成了手性有机小分子催化剂I-a、I-b、Ⅱ和Ⅲ,并将其用于催化水杨醛类化合物与 trans-β-硝基烯烃间的 oxa-Michael-Henry多米诺反应,生成了手性3-硝基-2H-色烯。其中,催化剂I-a表现出了优异的催化活性,而MacMillan型咪唑啉酮Ⅲ几乎没有催化活性。在优化的反应条件下,又以催化剂I-a考察了一系列水杨醛和trans-β-硝基烯烃间的oxa-Michael-Henry多米诺反应,同时得到14个手性3-硝基-2H-色烯化合物,收率为37-99％,对映选择性最高可达90%ee。
　　根据“亚胺离子脱质子活化”模式,通过在2-氨基苯甲醛的氨基上引入拉电子的磺酰基,研究建立了一种有机小分子(I-a)催化合成手性3-硝基-1,2-二氢喹啉的新方法。拉电子的磺酰基提高了 N-H的酸性,是磺酰胺基苯甲醛能够与trans-β-硝基烯烃发生aza-Michael-Henry多米诺反应的关键;而N-Ac、Cbz、Boc和Bn保护的2-氨基苯甲醛则不能发生该反应。
　　另外,本文还将“亚胺离子脱质子活化”模式应用于了2-吡咯甲醛与trans-β-硝基烯烃间的 aza-Michael-Henry多米诺反应。尽管对映选择性不高,但成功得到了手性2-硝基-3H-吡咯嗪类化合物。

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第一章 文献综述

1.1手性的意义

1.2手性合成方法

1.3有机小分子催化

1.4有机小分子催化合成手性2H-色烯进展

1.5有机小分子催化合成手性1,2-二氢喹啉进展

1.6本文研究内容

第二章 实验部分

2.1原料与试剂

2.2主要仪器与设备

2.3手性有机小分子催化剂的合成与表征

2.4底物水杨醛类化合物的合成与表征

2.5底物trans-β-硝基烯烃的合成与表征[91-92]

2.6手性3-硝基-2H-色烯的合成与表征

2.7底物N-取代的邻氨基苯甲醛的合成与表征

2.8手性3-硝基-1,2-二氢喹啉的合成与表征

2.9手性2-硝基-3-苯基-3H-吡咯嗪的合成与表征

第三章 结果与讨论

3.1有机小分子催化合成手性3-硝基-2H-色烯

3.2有机小分子催化合成手性3-硝基-1,2-二氢喹啉

3.3有机小分子催化合成手性2-硝基-3H-吡咯嗪

第四章 结论

参考文献

发表论文和科研情况说明

附录

致谢