發(fā)布時間：2020-06-04 05:12

【摘要】：活潑環(huán)狀亞胺及N-丙啶是合成手性含氮雜環(huán)化合物十分重要的中間體,其合成轉(zhuǎn)化及應(yīng)用一直是有機(jī)化學(xué)研究的熱點(diǎn)。過渡金屬或有機(jī)小分子催化吲哚、烯醇硅醚、芳基硼酸等親核試劑對醛亞胺的不對稱加成反應(yīng)已得到廣泛而深入的研究;相比較酮亞胺底物活性較低,其參與的催化不對稱反應(yīng)研究不多。論文主要探索了活潑環(huán)狀酮亞胺底物與親核試劑的催化不對稱加成反應(yīng),并以環(huán)狀胺基半縮醛、半縮酮為亞胺前體,實(shí)現(xiàn)了簡單烯烴對其加成反應(yīng)以及不對稱氫解反應(yīng)。此外,研究了N-磺酰基氮丙啶與吲哚親核試劑的開環(huán)反應(yīng),基于動力學(xué)拆分過程實(shí)現(xiàn)了新型不對稱傅克烷基化反應(yīng)。1.第二章研究了富電子呋喃或吡咯與N-磺酰基環(huán)狀酮亞胺酯的不對稱Mukaiyama-Mannich反應(yīng),構(gòu)建了鄰位叔碳季碳手性中心。利用手性Lewis酸催化劑對N-磺酰基環(huán)狀酮亞胺酯的活化及對映選擇性控制,實(shí)現(xiàn)呋喃或吡咯等親核試劑對亞胺的不對稱加成反應(yīng)。在對手性配體、反應(yīng)溶劑及溫度等一系列條件優(yōu)化的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)以10 mol%Ni(ClO4)2.6H2O為催化劑、12 mol%反式四苯基雙惡唑啉為配體,在甲苯溶劑中,-50 oC條件下以高達(dá)99%的收率,97%對映選擇性,9:1非對映選擇性獲得16個目標(biāo)產(chǎn)物。2.第三章研究了3-取代-2-吲哚酮為親核試劑對N-磺�；h(huán)狀酮亞胺酯的不對稱Mannich反應(yīng)。利用手性Lewis酸催化劑活化N-磺�；h(huán)狀酮亞胺酯,并在加成反應(yīng)中實(shí)現(xiàn)對映選擇性控制,構(gòu)建鄰位雙季碳手性中心。通過對手性配體、溶劑、Lewis酸催化劑、添加劑以及反應(yīng)溫度等條件的系統(tǒng)優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)10 mol%Ni(ClO4)2催化下,以反式四苯基雙惡唑啉12 mol%為配體,在二氯甲烷與二氧六環(huán)的混合溶劑中,80 oC下反應(yīng),可在3-取代2-吲哚酮對環(huán)狀磺酰亞胺的不對稱Mannich反應(yīng)中以高達(dá)95%的收率及95%的對映選擇性獲得了13個目標(biāo)化合物,非對映選擇性達(dá)5.7:1。3.第四章以3-芳基-3-羥基-異吲哚啉-1-酮為亞胺前體,以過渡金屬銥與雙膦配體的絡(luò)合物為催化劑,研究了該胺基半縮酮的不對稱氫解反應(yīng)。研究利用[Ir(cod)Cl]2(1.5 mol%)和(R)-MeO-Biphep(3.3 mol%)現(xiàn)場生成的手性絡(luò)合物為催化劑,在反應(yīng)溶劑、手性配體、酸添加劑、溫度以及氫氣壓力等優(yōu)化的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了在氯仿溶劑中室溫條件下3-芳基-3-羥基-異吲哚啉-1-酮的不對稱氫解反應(yīng),以良好的收率(65-99%)及中等至優(yōu)良的對映選擇性(53-86%ee)獲得了13個環(huán)狀二芳基甲胺類化合物。4.第五章研究了3-羥基-異吲哚啉-1-酮與簡單烯烴的Friedel-Crafts烷基化類型反應(yīng)。通過對路易斯酸催化劑及其用量、溶劑、溫度等條件的優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了Cu(OTf)2(2 mol%)催化下簡單烯烴對羥基的親核取代反應(yīng),即3-羥基-異吲哚啉-1-酮與烯烴的Friedel-Crafts烷基化類型反應(yīng),以優(yōu)秀的收率(30-99%)獲得了18個環(huán)狀烯丙胺類化合物。此外,對以手性磷酰胺為催化劑的不對稱反應(yīng)進(jìn)行了探索,獲得了16%的對映選擇性的初步結(jié)果。5.第六章研究了吲哚對2-芳基-N-磺酰基氮丙啶的不對稱Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)。通過對手性配體、溶劑、溫度以及路易斯酸等反應(yīng)條件的系統(tǒng)優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)以10 mol%Cu(CH3CN)4BF4為催化劑、12 mol%(S)-Segphos為配體在甲苯溶劑中室溫下反應(yīng),可在該反應(yīng)條件下獲得19個官能團(tuán)化手性色胺類衍生物,收率高達(dá)99%,對映選擇性99%。
【圖文】：

浙江工業(yè)大學(xué)博士論文57圖3.7 (Scheme 3.7)3.4 本章小結(jié)1.以現(xiàn)場生成的高氯酸鎳(10 mol%)與反式的含四個苯基雙惡唑啉配體(12mol%)絡(luò)合物為催化劑，二氯甲烷與二氧六環(huán) 1:1 為反應(yīng)溶劑，80oC 條件下反應(yīng)72 小時，，以良好的收率(43-98%)和優(yōu)異的對映選擇性(46-95%)實(shí)現(xiàn)了環(huán)狀磺酰亞胺酯與氧化吲哚的不對稱 Mannich 反應(yīng)。該反應(yīng)主要通過對反應(yīng)配體、溶劑、添加劑、氧化吲哚上取代基、反應(yīng) Lewis 酸活性的比較和環(huán)狀磺酰亞胺酯酯基等一系列條件的篩選和研究，建立了在以上篩選基礎(chǔ)上的最優(yōu)條件。2.完成了對底物的普適性考察。首先，對環(huán)狀磺酰亞胺酯及氧化吲哚上的取代基電子效應(yīng)及位阻效應(yīng)都做了一一比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該反應(yīng)供電子基團(tuán)的對映選擇性要優(yōu)于吸電子基團(tuán)，特別是三氟甲基這種強(qiáng)吸電子，在標(biāo)準(zhǔn)條件下，反應(yīng)效果很差。但是

的分離收率和 63%的對映選擇性得到了目標(biāo)化合物。于是，以 4-1a 為反應(yīng)模型底物對反應(yīng)條件具體優(yōu)化。圖4.3 (Scheme 4.3)4.2.2 溶劑效應(yīng)研究在以上反應(yīng)的基礎(chǔ)上，首先考察了常用的溶劑如四氫呋喃、甲苯、乙醚及1,4-二氧六環(huán)的溶劑效應(yīng)。如表 4.1 所示，結(jié)果表明，在含有雜原子氧的溶劑四氫呋喃、乙醚及 1,4-二氧六環(huán)中反應(yīng)基本不發(fā)生。在非極性溶劑甲苯中，獲得了65%的對映選擇性。然后，考察了與二氯甲烷性質(zhì)比較相似的溶劑如二氯乙烷、氯仿和四氯化碳。令人高興的是，以氯仿為溶劑時，獲得了 78% 的 ee 值。同時，過渡金屬催化的氫化反應(yīng)當(dāng)中報道較多的醇類溶劑如三氟乙醇和六氟異丙醇也進(jìn)行了考察。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在此類溶劑中產(chǎn)物基本消旋。
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O621.25

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