【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,其合成轉化及應用一直是有機化學研究的熱點。過渡金屬或有機小分子催化吲哚、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,并以環(huán)狀胺基半縮醛、半縮酮為亞胺前體,實現(xiàn)了簡單烯烴對其加成反應以及不對稱氫解反應。此外,研究了N-磺�；づc吲哚親核試劑的開環(huán)反應,基于動力學拆分過程實現(xiàn)了新型不對稱傅克烷基化反應。1.第二章研究了富電子呋喃或吡咯與N-磺�；h(huán)狀酮亞胺酯的不對稱Mukaiyama-Mannich反應,構建了鄰位叔碳季碳手性中心。利用手性Lewis酸催化劑對N-磺�；h(huán)狀酮亞胺酯的活化及對映選擇性控制,實現(xiàn)呋喃或吡咯等親核試劑對亞胺的不對稱加成反應。在對手性配體、反應溶劑及溫度等一系列條件優(yōu)化的基礎上,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99%的收率,97%對映選擇性,9:1非對映選擇性獲得16個目標產物。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。利用手性Lewis酸催化劑活化N-磺�；h(huán)狀酮亞胺酯,并在加成反應中實現(xiàn)對映選擇性控制,構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,可在3-取代2-吲哚酮對環(huán)狀磺酰亞胺的不對稱Mannich反應中以高達95%的收率及95%的對映選擇性獲得了13個目標化合物,非對映選擇性達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合物為催化劑,研究了該胺基半縮酮的不對稱氫解反應。研究利用[Ir(cod)Cl]2(1.5 mol%)和(R)-MeO-Biphep(3.3 mol%)現(xiàn)場生成的手性絡合物為催化劑,在反應溶劑、手性配體、酸添加劑、溫度以及氫氣壓力等優(yōu)化的基礎上,實現(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,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。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,即3-羥基-異吲哚啉-1-酮與烯烴的Friedel-Crafts烷基化類型反應,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進行了探索,獲得了16%的對映選擇性的初步結果。5.第六章研究了吲哚對2-芳基-N-磺�；さ牟粚ΨQFriedel-Crafts烷基化反應。通過對手性配體、溶劑、溫度以及路易斯酸等反應條件的系統(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,可在該反應條件下獲得19個官能團化手性色胺類衍生物,收率高達99%,對映選擇性99%。
【圖文】：

浙江工業(yè)大學博士論文57圖3.7 (Scheme 3.7)3.4 本章小結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%)絡合物為催化劑，二氯甲烷與二氧六環(huán) 1:1 為反應溶劑，80oC 條件下反應72 小時，，以良好的收率(43-98%)和優(yōu)異的對映選擇性(46-95%)實現(xiàn)了環(huán)狀磺酰亞胺酯與氧化吲哚的不對稱 Mannich 反應。該反應主要通過對反應配體、溶劑、添加劑、氧化吲哚上取代基、反應 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及位阻效應都做了一一比較。結果發(fā)現(xiàn)，該反應供電子基團的對映選擇性要優(yōu)于吸電子基團，特別是三氟甲基這種強吸電子，在標準條件下，反應效果很差。但是

的分離收率和 63%的對映選擇性得到了目標化合物。于是，以 4-1a 為反應模型底物對反應條件具體優(yōu)化。圖4.3 (Scheme 4.3)4.2.2 溶劑效應研究在以上反應的基礎上，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。如表 4.1 所示，結果表明，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當中報道較多的醇類溶劑如三氟乙醇和六氟異丙醇也進行了考察。結果發(fā)現(xiàn)，在此類溶劑中產物基本消旋。
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O621.25

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本文編號：2695937