β-酮酸对不饱和双键的催化不对称脱羧加成反应研究

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1、β-酮酸对不饱和双键的催化不对称脱羧加成反应研究StudiesonCatalyticAsymmetricDecarboxylativeAdditionReactionsofβ-KetoacidswithUnsaturatedDoubleBonds一级学科：化学学科专业：有机化学研究生：魏溢指导教师：马军安教授天津大学理学院二零一七年五月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料

2、。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要温和高效地构建新的有机化合物是有机化学家追求的重要目标之一。β-酮酸由于其廉价易得、

3、反应活性高等特点，近些年来受到有机化学家的青睐；尤其在不对称催化领域，β-酮酸脱羧反应构建高光学活性手性化合物，取得了快速发展。尽管如此，拓展β-酮酸不对称脱羧新反应的研究仍具有重要的意义。本论文以β-酮酸为亲核底物，完成了三部分工作：第一部分设计发展了β-酮酸与芳叉烯基丙二腈和芳叉烯双砜类化合物的不对称脱羧Michael加成反应，实现了β-酮酸对碳碳双键的高收率高对映选择性不对称加成。通过反应条件优化，采用含糖双功能氨基硫脲手性催化剂，以高达99%的收率及94%ee的对映选择性，得到了不对称脱羧Michael加成产物，经过简单的合成转化可得到氟甲基取代的酮

4、类化合物。第二部分研究了铜和手性噁唑啉络合物催化下，β-酮酸与α-羰基醛一水合物的不对称脱羧Aldol反应，以高达99%的收率及98%ee的对映选择性顺利得到了一系列手性2-羟基-1,4-二酮类化合物；并将多种脂肪族α-羰基醛水合物应用于2-羟基-1,4-二酮类化合物的合成中，同样实现了β-酮酸对碳氧双键的高对映选择性不对称脱羧加成反应。第三部分发展了β-酮酸与偶氮二甲酸酯的不对称脱羧氨化反应，以实现β-酮酸对氮氮双键的不对称脱羧加成反应。以双金鸡纳碱为最优催化剂，可以中等至高的收率（7599%）和较高对映选择性（5795%ee）得到一系列手性α-氨基酮

5、化合物；通过对产物的合成转化，实现了手性1,2-氨基醇的制备，并通过X-射线单晶衍射分析，确定了其绝对构型。关键词：β-酮酸，催化不对称合成，脱羧反应，Michael加成反应，Aldol反应，氨化反应，芳叉烯基丙二腈，α-羰基醛水合物，偶氮二甲酸酯AbstractConstructingneworganiccompoundswithmoderatereactionconditionsandhighefficiencyisoneofthemostimportantgoalsfororganicchemists.Recently,β-ketoacidshavea

6、ttractedmuchattentionduetoitslowcostandhighreactivity,andhavemaderapidprogressinthefieldofasymmetriccatalysisthroughdecarboxylativereactions.Nevertheless,itisstillofgreatsignificancetodevelopnewtypesofdecarboxylativereactionsofβ-ketoacids.Inthisdissertation,threeworksweredevelopedw

7、ithβ-ketoacidsasnucleophilicsubstrates.WefirstdevelopedtheasymmetricdecarboxylativeMichaeladditionofβ-ketoacidstodicyanoolefinsanddisulfonylolefinswithexcellentresults.Withsystematicoptimizingofthereactionconditions,thedesiredenantioselectivedecarboxylativeMichaeladductswereobtaine

8、dinhighyield(upto99%)andhi