本文關鍵詞：芐醚類化合物與醛的不對稱催化氧化偶聯(lián)反應的研究

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【摘要】：有機化學研究的一個重要方向是發(fā)展新的高效、高選擇性的有機合成反應。近年來,隨著原子經(jīng)濟和綠色化學概念的出現(xiàn),通過直接活化碳氫鍵來構建碳碳鍵已經(jīng)成為了一個研究熱點。交叉脫氫偶聯(lián)(CDC)作為一種高效的新合成策略,因具有操作簡單、條件溫和、原料廉價易得、原子利用率高等優(yōu)點,而越來越受到有機化學家們的關注。α取代的含氧雜環(huán)是許多復雜的天然產物以及生物活性分子的重要骨架,如何高效的合成此類化合物是化學家們研究的重點。對氧化環(huán)醚的研究已經(jīng)取得了很大的成績,科學家們報道了各種活化環(huán)醚類化合物α位的方法,很多方法的底物適用范圍已經(jīng)很廣泛。由于許多手性含氧雜環(huán)具有重要生物學活性,不對稱的合成α取代的環(huán)醚也變得很重要,現(xiàn)在也有不少相關的報道。一個很重要的不對稱合成α取代環(huán)醚的策略是對潛手性環(huán)狀氧摀離子進行親核加成。目前報道的不對稱催化合成研究中的氧摀離子一般是中間體在酸的作用下得到,為了提高其原子利用率,我們可以通過碳氫鍵氧化a取代環(huán)醚獲得氧摀離子。但是,現(xiàn)在關于環(huán)醚α位的氧化不對稱催化偶聯(lián)反應的報道有限,原因是氧化劑和催化體系的兼容性以及反應體系的復雜組成而導致反應較難控制。這一問題充滿挑戰(zhàn)但又面臨機遇,發(fā)展有效的方法來實現(xiàn)它變得很重要。為此,本工作選定合適氧化體系來氧化異色滿,使用適當催化劑實現(xiàn)了其與醛的不對稱催化氧化偶聯(lián)反應。具體工作如下：首先,我們選定異色滿為初始底物,因為異色滿的骨架存在于許多藥物以及天然產物中,具有很重要的研究意義。同時選定一個普通的戊醛作為親核試劑。通過嘗試不同的氧化體系以及催化體系,我們選定了DDQ作為氧化劑,麥克米蘭類催化劑作為催化劑。其次,選定氧化和催化體系后,我們通過對催化劑種類、布朗斯特酸、添加劑、反應溶劑以及反應溫度等條件的篩選,得到了最佳的反應條件。然后開始擴展底物,我們發(fā)現(xiàn)無論對于不同長度的醛還是對于芐基醚或叔丁基二甲基硅基醚的官能團醛,本方法都能取得良好的產率,優(yōu)秀的ee值。我們嘗試了多個異色滿底物,發(fā)現(xiàn)對于苯環(huán)上供電子取代的底物產率更好,而ee值與其它取代的底物一樣都很優(yōu)秀。最后,我們分離并驗證了反應的中間體。同時也通過單晶衍射確定了不對稱合成產物的絕對構型。我們成功的發(fā)展了一種方法實現(xiàn)了異色滿與醛的不對稱催化氧化偶聯(lián)反應。該方法在溫和的反應條件下能獲得良好的產率,優(yōu)秀的ee值,同時具有良好的官能團兼容性。我們發(fā)展了一種簡單高效的合成手性α取代異色滿的方法,為以后相關課題的研究以及復雜化合物的合成提供了一定的參考作用。
【關鍵詞】：醛 不對稱催化 碳氫官能團化 芐醚 有機催化
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O621.251
【目錄】：

• 中文摘要8-10
• ABSTRACTS10-12
• 符號說明12-13
• 第一章 前言13-28
• 1.1 交叉脫氫偶聯(lián)反應(CDC)13-17
• 1.1.1 sp~3 C-H和sp C-H的偶聯(lián)反應13-14
• 1.1.2 sp~3 C-H和sp~2 C-H的偶聯(lián)反應14-15
• 1.1.3 sp~3 C-H和sp~3 C-H的偶聯(lián)反應15-16
• 1.1.4 sp~2 C-H和sp~2 C-H的偶聯(lián)反應16
• 1.1.5 sp~2 C-H和sp C-H的偶聯(lián)反應16-17
• 1.1.6 小結17
• 1.2 氧化芐醚的幾種體系17-23
• 1.2.1 DDQ(2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌)氧化體系18-19
• 1.2.2 氧氣、NHPI(羥基鄰苯二甲酰亞胺)氧化體系19-20
• 1.2.3 有機過氧化物(TBHP)與銅鹽氧化體系20-21
• 1.2.4 2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物四氟硼酸鹽(T~+BF_4~-)氧化體系21
• 1.2.5 二氧化錳/甲磺酸氧化體系21-22
• 1.2.6 過硫酸鹽/金屬氧化體系22-23
• 1.2.7 其他氧化芐醚體系23
• 1.3 環(huán)氧摀的幾種不對稱加成體系23-27
• 1.3.1 硅烷基烯酮縮醛與異色滿不對稱加成24
• 1.3.2 苯乙烯硼酸酯與色滿不對稱加成24-26
• 1.3.3 炔與異色滿不對稱加成26-27
• 1.4 小結27-28
• 第二章 最佳反應條件篩選28-35
• 2.1 “一鍋攪”反應條件的篩選28-30
• 2.2 催化劑的篩選30-32
• 2.3 添加劑的篩選32-33
• 2.4 溶劑和溫度的篩選33-34
• 2.5 小結34-35
• 第三章 底物和親核試劑擴展35-37
• 3.1 多種醛與異色滿的偶聯(lián)反應35-36
• 3.2 戊醛與多種芐醚的偶聯(lián)反應36-37
• 第四章 機理研究37-39
• 4.1 反應中間體的分析37
• 4.2 不對稱加成的機理研究37-38
• 4.3 單晶衍射確定絕對構型38-39
• 第五章 結語39-40
• 第六章 實驗部分40-42
• 6.1 實驗材料及檢測方法40
• 6.2 異色滿底物合成40-41
• 6.3 芐醚與醛的“一鍋攪”不對稱偶聯(lián)的通用操作方法41
• 6.4 4d的主要產物與樟腦磺酰氯反應操作(培養(yǎng)單晶使用)41
• 6.5 4d的次要產物與對溴苯甲酰氯反應操作(培養(yǎng)單晶使用)41-42
• 第七章 化合物數(shù)據(jù)42-61
• 參考文獻61-65
• 致謝65-66
• 攻讀學位期間發(fā)表的論文目錄66-67
• 附錄一 部分化合物HPLC圖67-95
• 附錄二 部分化合物~1H and~(13)C NMR圖譜95-128
• 學位論文評閱及答辯情況表128

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本文編號：532743