潜手性三氟甲基化合物催化不对称转化及催化多组分反应研究

摘要

第一部份：手性α-三氟甲基胺及醇类化合物是非常重要的农药及医药中间体。潜手性三氟甲基化合物的不对称转化是合成以上化合物最直接、最有效的方法之一。然而，目前的合成策略主要依赖使用化学计量的手性辅助剂，催化不对称转化的例子还比较少。本论文着眼于发展新型催化不对称转化方法，从简单的含三氟甲基原料出发，研究了手性磷酸催化的三氟甲基半缩醛、胺和吲哚的三组分Friedel-Crafts反应及手性钛催化的三氟甲基酮的不对称炔化反应。
　　 在手性磷酸催化的三氟甲基半缩醛、胺和吲哚的三组分Friedel-Crafts反应中，通过对催化剂的筛选及其他反应条件优化，高收率和对映选择性合成了一系列新型手性三氟甲基化合物。这个催化反应还可拓展到手性二氟甲基化合物的不对称合成。结合空白对照实验结果，提出反应可能机理，推测手性磷酸催化剂与底物之间存在多重氢键相互作用。
　　 在氟化钡作为添加剂情况下，发现钛-金鸡纳碱催化体系，能够有效促进三氟甲基酮的不对称炔化反应。该反应具有较广的底物适用范围，并且通过使用奎宁和奎尼丁作为配体，以55～98％收率和65～94％ec得到(R)和(S)-炔化加成产物。采用质谱(ESI-MS)检测反应，在m/z=765.4出现一强的基峰，推测对应于炔基转金属中间体离子峰，进一步通过理论计算分析了炔基转金属化反应的可能性。基于以上的实验及理论结果，提出了三氟甲基酮炔化反应的可能机理和过渡态模型。
　　 第二部份：催化多组分反应是近年合成化学研究的热点领域之一。我们发现在有机磷酸催化下，酮、胺与三甲基氰基硅三组分Strecker反应可顺利进行，以高收率生成双取代α-氨基腈。借助质谱和核磁检测反应过程，确证反应体系生成有亚胺中间体。将手性磷酸用于该三组分Strecker反应，初步得到20-40％ec值。
　　 在CuCl-Cu(OTf)2共催化体系作用下，实现了由环状1，3-二羰基化合物、三氟乙醛半缩醛和端炔三组分反应，调控反应条件，可以合成三氟甲基取代的呋喃及吡喃衍生物。我们初步考察了该反应的底物适用范围，并提出了可能的反应机理。