新型手性膦配体的合成及其在不对称催化反应中的应用研究

摘要

手性膦配体在不对称催化反应中的应用一直是相关研究领域的热点问题，尤其是新型手性膦配体的设计、合成及其应用一直是有机合成化学中具有挑战性的难题。本文针对这一难题，围绕合成高效多功能手性膦配体展开了研究工作，相继合成了一系列多手性中心多杂原子的膦配体，并研究了这些配体在过渡金属催化的不对称催化反应中的应用。
　　首先，我们基于BINOL骨架与手性伯胺衍生的膦配体成功地合成了一系列新型的具有轴手性和碳手性中心的手性席夫碱膦配体。我们研究了其与铜络合催化乙基锌对α,β-不饱和烯酮的不对称共轭加成反应。研究发现，在此不对称共轭加成反应中，手性配体与金属Cu和Zn形成的类似高分子聚合物的双金属多核Cu-Zn复合物表现出高效的催化活性(cat.=0.005 mol％，S/C=20000，TON=17600)和立体选择性(ee＞99％)。研究表明，C2-轴手性和sp3-碳手性不同手性源之间的手性匹配效应对该不对称共轭加成反应有着非常大的影响，并证明C2-轴手性的BINOL骨架和sp3-碳手性中心的胺膦配体都是必不可少的组成部分。我们同时研究了Cu-L4复合物在催化共轭加成串联反应中的应用，成功地合成出了手性烯醇硅醚和手性乙酰酯，为合成该类手性化合物提供了高立体选择性且高效的方法。
　　其次，我们以廉价易得的手性环己二胺为原料，利用分子内手性传递策略，成功地合成了一类新型的多手性中心多齿多功能膦配体（CycloN2P2-Phos）。我们研究了其与钯络合催化芳香醇或脂肪醇对1，3-二苯基2-烯丙基乙酸酯的不对称烯丙基醚化反应。研究表明，我们合成的新型配体配体对该类反应具有非常卓越的催化效率，产物都有较高的分离产率和高的ee值(＞99％)。鉴于芳香醇及脂肪醇类与硅醇有着类似的结构和性质，我们利用硅醇作为亲核试剂用于该反应，我们成功的得到了同样具有高ee值(ee=94％)的硅氧烷产物。该产物经过简单的脱硅步骤便可得到相应的芳香烯丙醇，该方法也是目前为止制备该类化合物最有效的方法。
　　最后，我们发展了一种由不同胺官能化的大分子聚硅氧烷控制亚铜催化偶极环加成化合物得到三唑和联三唑的方法。利用仲胺-伯胺官能化的聚硅氧烷作为配体的亚铜催化体系只能催化生成经典的[3+2]偶极环加成产物三唑，有优秀的产率。但由仲胺官能化的聚硅氧烷的亚铜催化体系能催化简单的叠氮化物与炔烃发生偶极环加成氧化偶联反应生成新型的杂环化合物，即联三唑，并有很好的收率和选择性。此方法为利用手性胺官能化聚硅氧烷合成具有对映选择性的氧化偶联三唑奠定了基础，同时，也为构建新型的手性骨架提供了新方法。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 手性膦配体在不对称催化反应的应用研究进展

1．1 引言

1．2 手性膦配体的研究进展

1．2．1 经典膦手性配体

1．2．2 碳手性中心双膦配体

1．2．3 轴手性芳香膦配体

1．2．4 二茂铁骨架膦配体

1．2．5 氮杂环型膦配体

1．2．6 亚磷酸酯型膦配体

1．2．7 亚磷酰胺型膦配体

1．2．8 天然产物为手性源衍生的膦配体

1．2．9 其他类型的膦配体

1．3 结束语

参考文献

第二章 新型多功能手性N，O，P配体的合成及在1，4-共轭加成反应中的应用

2．1 引言

2．2 结果与讨论

2．2．1 新型多齿、多功能N，O，P配体的合成

2．2．2 多齿、多功能N，O，P配体／铜催化不对称1，4-共轭加成反应

2．2．3 共轭加成反应中间体烯醇锌化合物的研究进展

2．2．4 铜基双金属催化系统反应机理的研究

2．3 实验部分

2．3．1 实验仪器与试剂

2．3．2 实验步骤

2．3．3 实验数据

2．4 本章小结

参考文献

第三章 新型多功能手性N，P配体的合成及在不对称钯催化烯丙基化反应中的应用

3．1 引言

3．2 结果与讨论

3．2．1 新型多齿多功能N，P配体的合成

3．2．2 多齿多功能N，P配体／钯催化不对称烯丙基醚化反应

3．2．3 多齿多功能N，P配体／钯催化不对称烯丙基硅烷化反应

3．3 实验部分

3．3．1 实验仪器与试剂

3．3．2 实验步骤

3．3．3 实验数据

3．4 本章小结

参考文献

第四章 聚硅氧烷负载脂肪胺控制铜催化偶极环加成反应的应用研究

4．1 引言

4．2 结果与讨论

4．3 实验部分

4．3．1 实验仪器与试剂

4．3．2 实验步骤

4．3．3 实验数据

4．4 本章小结

参考文献

第五章 结论与展望

附录：部分化合物表征图谱

第二章部分图谱

第三章部分图谱

第四章部分图谱

硕士期间工作成果

作者简历