金鸡纳碱衍生物催化手性合成反应的研究

摘要

在过去几年里,不对称有机催化受到了有机化学家们的极大关注,在一系列的有机化学反应中金鸡纳衍生物催化剂都表现出非常优异的催化活性和良好的立体选择性.在本论文中,制备了一系列金鸡纳生物碱衍生物有机催化剂,包括带有大位阻硅官能团(TMS、TBS、TBDPS)、Bz、Ms和伯胺。将制备的这十几种金鸡纳衍生物有机催化剂应用于氮杂Michael加成反应,Biginelli反应和苯甲醛的硅氰化反应中.本文制备了一系列C-9上带有不同官能团的金鸡纳生物碱衍生物有机催化剂,并进一步在室温下催化苯胺和查尔酮的氮杂Michael加成反应,同时基于大量的实验研究提出了该反应的机理。值得一提的是在该反应中,带有苯甲酰基团的辛可宁和辛可尼丁衍生物催化剂与其母体相比反应产物的立体选择性发生完全的翻转.在室温无溶剂条件下的氮杂Michael加成反应中,带有大位阻硅基团的奎宁衍生物(QN-TBS)催化随着反应时间的增加产生手性放大效应.所有的结果表明,通过引入不同的官能团催化剂以及催化剂的过渡态可以对该反应的ee值产生重大影响.同时,首次证明了在适当溶剂中及温和的条件下,由苯胺和查尔酮生成的逆氮杂Michael加成物发生手性消旋化.首次发现了在氮杂Michael加成和逆氮杂Michael加成反应之间的平衡过程中,在不同条件下可发生氮杂Michael加成反应的手性放大和逆氮杂Michael加成反应的手性消旋化现象.这将有利于氮杂Michael加成反应新型手性催化剂设计与合成,也有利于对该反应的进一步深入研究.
　　 另外,发展了Lewis酸和伯胺作为协同催化体系催化合成不对称Biginelli反应的合成方法.在温和的反应条件下,筛选和优化催化剂结构和Lewis酸.最终确定了NbCl5/QN-NH2新的高效协同催化体系并合成了一系列具有高产率(最高可达99％)和高ee值(最高可达84％)的3,4-二氢嘧啶-2-酮衍生物,这是一种非常重要的医药中间体.以高反应活性的NbCl5和手性金鸡纳伯胺QN-NH2作为立体选择催化剂形成了一个理想的协同催化体系.基于上述研究的结果,可以对Biginelli反应的有机催化剂和Lewis酸进一步优化和设计,将这种新型的协同催化体系应用于不对称催化剂中.最后,论文也评价了金鸡纳生物碱衍生物催化剂和手性二胺衍生物在苯甲醛和三甲基氰硅烷反应中的催化活性.并考察讨论了不同的催化剂、催化量、反应温度、浓度、溶剂等因素对该反应的影响.该论文建立起了无金属参与的,以金鸡纳生物碱有机催化剂催化苯甲醛和三甲基氰硅烷的不对称硅氰化反应,产物氰醇最高可以得到99.5％产率和17％ee.

目录

文摘

英文文摘

致谢

1 金鸡纳生物碱及其衍生物在不对称催化加成反应中的应用研究进展

1.1 引言

1.2 羰基加成

1.2.1 Aldol反应

1.2.2 Morjta-Baylis-Hillman反应

1.2.3 Henry反应

1.2.4 羰氰化和硅氰化反应

1.2.5 傅克反应

1.2.6 氟烷基化

1.3 亚胺加成

1 13.1 Mannich反应

1.3.2 氮杂Morita-Baylis-Hillman反应

1.3.3 氮杂Henry反应

1.3.4 傅克反应

1.3.5 氢膦羧化

1.3.6 氟烷基化

1.4 共轭加成

1.4.1 α,β-不饱和羰基加成

1.4.2 硝基烯烃加成

1.5 结束语

参考文献:

2 金鸡纳生物碱及其衍生物催化不对称氮杂MICHAEL加成反应研究

2.1 引言

2.2 结果与讨论

2.3 实验部分

2.3.1 实验仪器和试剂

2.3.2 实验部分

2.3.3 实验数据

2.4 本章小结

2.5 参考文献

3 金鸡纳生物碱及其衍生物催化不对称BIGINELLI反应研究

3.1 引言

3.2 结果与讨论

3.3 实验部分

3.3.1 实验仪器和试剂

3.3.2 实验部分

3.3.3 实验数据

3.4 本章小结

3.5 参考文献

4 金鸡纳生物碱催化剂及其衍生物催化硅氰化反应

4.1 引言

4.2 实验结果与讨论

4.3 实验部分

4.3.1 实验仪器和试剂

4.3.2 实验部分

4.3.3 实验数据

4.4 本章小结

4.5 参考文献

5 结论与展望

附录 :部分化合物表征图谱

硕士期间工作成果

作者简历