氧化氮杂环卡宾催化的脂肪醛的不对称[2+x]环化反应

摘要

自从1943年Ukai等人首次使用含有噻唑盐结构的维生素B1催化芳香醛的安息香缩合反应以来，氮杂环卡宾(NHC)作为一类新型的有机小分子催化剂被广泛地应用于现代有机合成中。经过数十年的快速发展，氮杂环卡宾催化的反应已经从简单的醛羰基碳的安息香缩合和Stetter反应发展到了更为复杂的醛、烯酮、羧酸、酰卤、酯等多种羰基化合物的α、β、γ、δ等不同位置的碳的不对称官能团化反应。本论文重点研究了氧化条件下氮杂环卡宾作为手性小分子催化剂活化脂肪醛的α碳来形成烯醇负离子中间体，然后利用该中间体与其它羰基化合物发生具有高度立体选择性的[2+x]环加成反应来制备多种具有潜在生物活性的多环杂环化合物。
　　本论文共分为三章:
　　第一章，简要介绍了有机催化中常见的脂肪醛α碳的不对称活化方法和氮杂环卡宾作为有机小分子催化剂的发展历程，着重阐述了氮杂环卡宾催化活化羰基化合物α碳来生成烯醇负离子中间体的反应。
　　第二章，详细研究了氧化条件下氮杂环卡宾催化的脂肪醛与靛红亚胺衍生物的不对称[2+2]环加成反应，实现了温和条件下脂肪醛α碳的直接官能团化，并以较高产率、较高非对映选择性和高对映选择性合成了含有两个相邻手性中心的吲哚酮螺β-内酰胺类化合物。
　　第三章，详细研究了氧化条件下氮杂环卡宾催化的脂肪醛与偶氮甲碱亚胺类化合物的不对称[2+3]环加成反应，以较高产率、高非对映选择性和高对映选择性制备了含有两个相邻手性中心的双环吡唑烷酮类化合物，并对反应中高立体选择性的可能来源进行了探讨。

目录

声明

摘要

引言

1．1．1 烯胺催化

1．1．2 单电子转移催化

1．1．3 可见光催化

1．2 氮杂环卡宾简介

1．2．1 氮杂环卡宾的发现

1．2．2 氮杂环卡宾的发展

1．3 氮杂环卡宾催化羰基化合物生成烯醇负离子中间体的反应

1．3．1 预先官能团化的醛作为烯醇负离子前体

1．3．2 α，β-不饱和醛作为烯醇负离子前体

1．3．3 烯酮作为烯醇负离子前体

1．3．4 羧酸衍生物作为烯醇负离子前体

1．3．5 脂肪醛作为烯醇负离子前体

1．4 小结

第二章 氧化氮杂环卡宾催化的脂肪醛和靛红亚胺衍生物的不对称[2+2]环加成反应研究

2．1 前言

2．2 氧化氮杂环卡宾催化的脂肪醛和靛红亚胺衍生物的不对称[2+2]环加成反应研究

2．2．1 反应机理

2．2．2 反应条件的筛选

2．2．3 底物的普适性研究

2．2．4 产物的转化

2．2．5 产物绝对构型的确定

2．3 结论与展望

第三章 氧化氮杂环卡宾催化的脂肪醛和偶氮甲碱亚胺的不对称[2+3]环加成反应研究

3．1 前言

3．2 氧化氮杂环卡宾催化的脂肪醛和偶氮甲碱亚胺的不对称[2+3]环加成反应研究

3．2．1 反应条件的筛选

3．2．2 底物适用性的研究

3．2．3 放大实验

3．2．4 产物绝对构型的确认

3．2．5 可能的反应过渡态

3．3 本章小结

第一章 实验仪器及试剂

第二章 氧化氮杂环卡宾催化的脂肪醛和靛红亚胺衍生物的不对称[2+2]环加成反应研究

实验1 氮杂环卡宾催化剂的制备

实验2 吲哚酮螺β-内酰胺化合物的合成过程

实验3 克级实验

实验4 衍生化实验

化合物表征数据

第三章 氧化氮杂环卡宾催化的脂肪醛和偶氮甲碱亚胺的不对称[2+3]环加成反应研究

实验1 双环吡唑烷酮化合物的合成

实验2 克级实验

化合物表征数据

参考文献

新化合物数据一览表

附图及单晶参数

化学试剂和基团名称缩写对照表

硕士期间发表的论文

致谢