手性硫脲催化吖内酯的不对称michael加成反应研究

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1、杭州师范大学硕士学位论文绪论第一章绪论1．1引言一百五十多年前，科学家Pasteur认为，生命物质中普遍存在着不对称现象，且多数生命物质是具有手性的。手性一词的定义很简单，即：在研究一个宏观世界物体时，若它不可以与其自身的镜像完全重合，则定义该物体具有手性⋯。之后随着时间的推移和社会的进步，在化学领域里，越来越多的研究者将目光聚集到手性物质上。例如，大家熟知的生命物质，如蛋白质、纤维素、DNA分子等。研究还发现，在生命体中，它们几乎都是以单一构型存在【21。故在药物使用上，也需明确注明药品是否为对映体以及功能等f3l。正是因为手性物质的重要性，化学家们开始将手性的概念

2、应用到化学有机合成中，研究手性类化合物的性质，进而发展出一类新型高效有机合成手性物质的方法。在众多研究合成手性物质的反应方法中141，不对称有机小分子催化成为一个最具吸引力的研究领域【5】，它以立体控制为主【61，成为目前学术界认为效率最好的一种得到手性物质的化学合成方法。它与金属催化相比其优点表现在价格低廉、制备方法简便、毒性低等；并且有机小分子催化剂可以像生物内载体一样重复回收再利用；反应环境也很温和，不怕水汽及空气中的氧气等。故将有机小分子应用到化学催化反应中已然成为有机化学中合成手性物质的必然趋势。其中，不对称Michael加成反应作为有机化学中形成C—C键最

3、为重要的反应之一，很早就引起了化学家们的广泛关注。近几年来，人们在不对称Michael加成反应领域做了深入细致的研究，并取得了很大的进展‘7罐】。该反应的优点是反应条件温和。反应速率快，适用范围广，收率高等【9．Io】。而在众多的手，l生-JJ、分子催化的不对称Michael加成反应中，有几大类重要的有机小分子催化剂引起了化学家的注意，并获得了令人瞩目的成果，如脯氨酸及其衍生物、硫脲及其衍生物和金鸡纳碱及其衍生物。接下来，我们将简单概述一下近些年来这几类催化剂催化的不对称Michael加成反应的发展过程。1．2脯氨酸及其衍生物催化的不对称Michael加成反应21世纪

4、初，由Hanessian课题组⋯1研究了一个新颖的有机化学合成方法，即尝试用手性有机小分子脯氨酸催化共轭加成反应。其反应催化的底物选择了较简杭州师范大学硕士学位论文绪论单的硝基烷烃与环烯酮，而反应的另一新颖之处是加入了辅助的添加剂2，5一二甲哌嗪。使得反应产物对映选择性很高，其数值达到了93％。该研究也为此后的有机小分子催化的Michael加成反应的发展奠定了基础(Schemel—1)。n=1．2，3+R·R2CHN02L．Proline3—7％mole2．5一DimethylpiperzaineCHCl3．rtn=1，2，362．93％eeScheme1．1脯氨酸催

5、化的硝基烷烃和环烯酮的Michael加成反应2001年，BenjaminList课题组研究发现，以手性L一脯氨酸作为催化剂，不添加任何辅助添加剂，催化硝基烯烃和酮的不对称Michael加成反应，该反应用极性较强的DMSO做为溶剂。不仅得到了高产率，而且其区域选择性以及非对映选择性上也有很好的控制。但该反应仍存在不足，即：所得产物的对映选择性偏低，其ee值只有20％左右【坦l(SchemeI-2)。+RV慨!：竺竺竺旦八O人Rz／N02+jl—————————————’／V＼／⋯2R”DMSO·n，2-24“女；'南oPhJL天N02yield=85％dr>20：1ee

6、=10％yield=94％，dr)20：1。ee=23％yield=92％，dr)20：1，ee=10％／≮／蕊／NOzUPrelineDMSOSchemeI．2脯氨酸催化的硝基烯烃和多类酮的Michael加成反应而在List组研究的同时，Enders课题组【13】也对该反应进行了研究，他们组使用的催化剂是(s)．脯氨酸，将反应环境改为MeOH溶剂，所得非对映选择性和对映选择性均有所提高，ee值可达97％和76％。他们组还设想出反应过程，并提出过渡态，即：以烯胺为过渡态进行该反应(Scheme1-3)。艰巳。≮叫。八√／、卜。A梦涉沙。0杭州师范大学硕士学位论文绪论R

7、—R，～⋯z警R，毕R慨，⋯⋯’’“20Scheme1-3(S)．脯氨酸催化的硝基烯烃和酮的Michael加成反应同年，Barbas课题组1141采用了另一种脯氨酸类催化剂，名为(S)一1一(2一甲基吡咯烷基)．吡咯，用它来催化亚烷基丙二酯和环戊酮、丙酮的不对称Michael加成反应。这类脯氨酸类催化剂催化反应时可以循环利用，并且还可一步完成催化Knoevenagel缩合反应和Michael加成反应。不仅如此，随着实验中反应温度降低，催化产物的对映选择性也越好。但唯一不足的一点是反应的产率偏低(Scheme1—41。叉+一∞c《刚人+L。：R12al