多配位点手性氨基醇与硫脲的合成及其催化的二乙基锌与醛不对称加成反应

摘要

具有光学活性的伸醇是一类非常重要的化合物,因为它不但可以作为手性中间体或手性砌块来合成一些复杂的天然产物,还可以作为手性催化剂用于不对称催化反应。二乙基锌试剂对醛的不对称加成反应是合成具有光学活性仲醇的重要方法之一。在过去的几十年中,许多催化体系和手性配体已经被成功开发出来并加以应用,并且二乙基锌与醛的不对称加成反应也成为检验新设计的手性配体性能的模板反应。
　　 基于实验室的前期工作,我们从L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐出发,合成出了一系列的手性三齿类席夫碱与氨基醇类催化剂；同时在氨基醇和去甲麻黄碱的基础上,又设计合成出了非对称单手性和C2对称双手性硫脲类催化剂,其结构均经IR、1H NMR、13C NMR和MS表征确认。最后用它们催化二乙基锌与醛的不对称加成反应,获得了令人满意的效果,本文的研究工作主要有以下四部分:
　　 1.手性三齿类催化剂的设计与合成
　　 以L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐为原料,与新制的格氏试剂反应,制备得到不同的手性β-氨基醇中间体。该手性β-氨基醇中间体与含杂环的芳香醛或水杨醛缩合后生成5种三齿席夫碱类手性催化剂,再经硼氢化钠还原,又得到11种O/N/O、O/N/S、O/N/N等三齿氨基醇类手性催化剂。
　　 2.手性三齿类催化剂催化Et2Zn对醛的不对称加成反应
　　 将制备所得的三齿类催化剂用于催化Et2Zn对醛的不对称加成反应,先后经过催化剂筛选,反应条件优化,主要包括溶剂、反应温度、催化剂配比等。发现催化剂在室温、正己烷/甲苯1:1(v/v)作溶剂、催化剂用量为10％时,催化效果最好,且氨基醇类比席夫碱类催化剂的催化效果要好。最后在最优条件下,进行底物拓展,获得了55.9-99.2％的收率和25.9-97.9％的ee值。
　　 3.手性硫脲类催化剂的设计与合成
　　 本文从制备得到的β-氨基醇和麻黄碱出发,其中部分氨基醇用三甲基氯硅烷将分子中的羟基保护起来,将其与CS2在乙醇中加热回流或者用取代法,以较高收率(56-91％)得到6种手性硫脲。
　　 4.手性硫脲催化的Et2Zn与醛的不对称加成反应
　　 将制备所得的手性硫脲催化Et2Zn对醛的不对称加成反应,先后经过催化剂筛选,反应条件优化,发现反应在室温、正己烷/甲苯1:1(v/v)作溶剂、催化剂用量为10％时,催化反应效果最好。在最优条件下,进行底物拓展,最高获得了76.7％的收率和87.1％的ee值。值得一提的是,在我们的认知范围内,这是首例用手性硫脲催化Et2Zn时醛的不对称加成反应。