脯氨酸衍生的新型有机小分子的合成与其催化不对称碳碳键形成反应研究

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1、摘要有机小分子催化以其反应条件温和、不含金属、低毒、原子经济、类似酶催化等特点，成为近年来备受关注且发展迅速的一种不对称合成方法。本文以L广脯氨酸和禾羟基一L．脯氨酸为主要原料设计合成了一系列脯氨酸衍生的新型手性有机小分子，研究了长链烷基脯氨酸和脯氨酰胺类化合物模拟I类醛缩酶催化直接不对称Aldol反应的性能，以及磺酰胺．氨基醇类化合物催化二乙基锌对苯甲醛的不对称加成反应。一、研究了新型长链烷基脯氨酸的合成及其作为有机小分子催化剂催化的直接不对称AJdel反应I．以反式4羟基．L-脯氨酸为原料，通过如下的反应路线合成了两种长链烷基腑氨酸，经Ⅱ乙1HNM＆’3CNMR和HRMS对其结构进行了表

2、征。CbzCl．aq．№2C03．i．)．．N．．a．．O．．．H．．．,．．．M．．e．．O．．．H．．．,．—I—"．12．．0．．．,．．rt．,ii)HCI(aq)岭RO．叭面燮C‘bz5a-bRO．叭删I=I1a-ba：R=CH3(CHz)11b：R=CH3(CH2)52．研究了h和lb分别在有机相和水中催化分子间直接不对称Aldol反应的性能，发现具有较长烷基链的h比具有较短链的lb催化活性高．有机相中反应时，以底物酮为溶剂时催化效率和立体选择性最好。在0oD室温下，以5t001％的llI催化即可获得相当或优于30t001％脯氨酸本身所具有的催化效果，∞值最高可达96％。以酮为溶

3、剂使反应的后处理更为方便。与有机相中的反应相比，在水中反应时，lll比lb催化活性更高。对环己酮与多种芳香醛均以高收率、高非对映选择性和高对映选择性得到了Aldol产物。删鼢唑坐产‰缴3瓠o郑州大学博十学位论文而对丙酮与芳香醛的反应，发现选择性和Aldol产物的构型与所用水量有关。R～儿OH+人O』等生～人OH人Osolvent：acetoneH20yield：upto88％64％ee：upto84％77％la(5m01％)OHoR9℃solvent：cydohexanoneH20yield：upto99％99％anti／syn：upto98：299：1e8：upto96％99％3．对长链烷

4、基脯氨酸在有机相和水相中催化Aidol反应的机理进行了探讨，证明长链烷基的存在增强了其在有机相中的溶解度，大大降低催化剂用量的同时仍能获得很好的催化效果。在有机相中催化机理与腩氨酸相似。在水相中，由于催化剂的两亲性使其通过疏水一疏水相互作用与有机底物聚集在一起形成有机微环境，从而使催化反应能够更有效地进行，其立体选择性的产生与有机相反应类似。二、研究了6种新型腑氨酰胺类催化荆的合成及其作为有机小分子催化剂催化的直接不对称Aidol反应1．通过保护、缩合、脱保护等步合成了6种手性脯氨酰胺类化合物，经Ⅱ乙1HNMP．,”CNMR和HRMS对其结构进行了表征，测定了7童的单晶结构。。0酽摘要Ⅸ+：

5、i：12‰∞洲i)Dec，CH2012ii)TFNCH2C

6、2orHCI／acetolie7e2．考察了7a-f对丙酮、环己酮等酮与醛的直接不对称Aldol反应的催化效果。对丙酮与醛的反应，7a的催化效果最好，在10％催化剂存在下产物ee值高达78％。对环己酮与醛的反应，无论在水相还是有机相，7a-d催化的反应均得到反式为主的产物，产率、anti／syn比和∞值分别高达99％、98／2和99％。～～O+叉毛=等～人OH人O。yield：upt075％ee：upt078％R矿H+6昔R确orlv3．利用量子力学理论研究了脯氨酰胺酚类催化剂催化直接不对称Aldol反应的机理。证明了相应于活化能最

7、低反应通道的最优过渡态结构立体选择性地诱导出R构型过量的Aldol产物，与实验结果一致。酰胺氢和酚羟基与醛形成的氢键使过渡稳定，是产生立体选择性的重要原因，验证了推测机理的合理性。三、研究了脯氨酸衍生的新型手性磺酰胺．氨基醇的合成及其催化--7_,基锌对苯甲醛的不对称加成反应众鬻$吣艰爨舄吣足。豁觜岍足一===；；一>zI定窑阽>谐郑州大学博t学位论文1．采用简便的方法合成了5种磺酰胺．脯氨醇衍生物16a-e，经取1HNMR,3CNMR和HRMS对其结构进行了表征，测定了16b的单晶结构。∥H—P—H"HCIHO．H哆<>c⋯。。f．o．．．r．．．1．．．6．．．a．．．：．．．．．N．．

8、．a．．．B．．．．H．．．4．，．,．．．M．．．．e．．．O．，，．H．，．．,．．．t．-．。B．．．u．．．O．．．．H．．．,．．．r．．e．．．f1．—u—xfor16b--e：RMgX，THFHQ，八，Cb^

9、6a．-e催化二乙基锌对苯甲醛的不对称加成，发现16b-