本文選題：多組分反應(yīng)　切入點(diǎn)：重氮化合物　出處：《華東師范大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：多組分反應(yīng)是高效構(gòu)建復(fù)雜分子的有效方法,但是實(shí)現(xiàn)多組分反應(yīng)的不對稱催化具有很大挑戰(zhàn)。因?yàn)橄啾扔趦山M分反應(yīng),多組分反應(yīng)的新增組分增加了過渡態(tài)的可能構(gòu)象,對立體選擇性控制要求更高。我們課題組一直以來致力于親電試劑捕捉活潑葉立德或兩性離子對中間體的多組分反應(yīng),并已經(jīng)成功開發(fā)了過渡金屬/手性Lewis酸共催化體系和過渡金屬/手性Br(?)nsted酸共催化體系,取得很好的立體選擇性控制。但是對于過渡金屬/手性堿共催化體系,由于堿易與金屬配位使其失去分解重氮的能力而一直沒有成功實(shí)現(xiàn)。本論文成功開發(fā)出過渡金屬/手性仲胺共催化體系用于不對稱Michael型三組分反應(yīng),二芳基脯胺醇硅醚類手性仲胺共催化劑的使用克服了過渡金屬與胺類催化劑的相互淬滅作用。反應(yīng)中,過渡金屬緩慢分解重氮形成金屬卡賓,進(jìn)而與醇、吲哚或芳胺反應(yīng)生成葉立德或兩性離子對中間體,接下來被手性仲胺活化的α,β-不飽和醛捕捉,延遲的質(zhì)子轉(zhuǎn)移后得到手性三組分產(chǎn)物,反應(yīng)的對映選擇性很高。這個(gè)催化體系的成功開發(fā),為我們課題組的不對稱三組分反應(yīng)提供新的思路。論文第一章介紹多組分反應(yīng),從多組分反應(yīng)發(fā)展史、不對稱多組分反應(yīng)角度簡單介紹多組分反應(yīng)的優(yōu)勢以及不對稱多組分反應(yīng)的實(shí)現(xiàn)策略。同時(shí)也介紹了金屬卡賓、重氮化合物、葉立德和兩性離子對中間體在有機(jī)反應(yīng)中的應(yīng)用。最后介紹基于捕捉活潑葉立德或兩性離子對中間體的三組分反應(yīng),詳細(xì)闡述不對稱aldol型多組分反應(yīng)、不對稱Mannich型多組分反應(yīng)以及不對稱Michael型多組分反應(yīng)的實(shí)現(xiàn)策略(過渡金屬/手性Lewis酸共催化策略和過渡金屬/手性Br(?)nsted酸共催化策略)并指出存在的挑戰(zhàn)和亟待解決的問題,為本論文的研究方向提供研究背景。在論文第二章中,我們設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了過渡金屬/手性堿共催化體系用于α,β-不飽和醛、重氮化合物和醇的不對稱Michael型三組分反應(yīng),解決了過渡金屬與胺類共催化劑的兼容性問題。為了使亞胺陽離子生成速率和羥基葉立德中間體生成速率相匹配,將傳統(tǒng)的醋酸銠換成過渡金屬銥復(fù)合物,再與手性仲胺組成共催化體系,成功實(shí)現(xiàn)了 α,β-不飽和醛對羥基葉立德的不對稱捕捉反應(yīng),得到鄰位具有兩個(gè)手性中心的1,2,5-三醇衍生物,反應(yīng)取得了令人滿意的收率和對映選擇性,但是非對映選擇性有待進(jìn)一步提高。在論文第三章中,為了解決該反應(yīng)的非對映選擇性問題,我們將底物醇換成吲哚,設(shè)想通過增加底物的立體位阻實(shí)現(xiàn)非對映選擇性控制。通過一系列條件優(yōu)化,反應(yīng)的dr值被提高到78:22,部分解決了非對映選擇性問題,對映選擇性和收率良好,得到一系列具有良好生物活性的手性吲哚衍生物。在論文第四章中,從產(chǎn)物結(jié)構(gòu)多樣性和有用性的角度考慮,同時(shí)也期望進(jìn)一步提高反應(yīng)的非對映選擇性,我們將該共催化體系用于α,β-不飽和醛對銨基葉立德的捕捉反應(yīng),成功構(gòu)建了含三個(gè)手性中心的吡咯烷骨架。吡咯烷骨架在天然生物堿、生物活性化合物和藥物中是一類重要的核心骨架,也是有機(jī)合成中構(gòu)建雜環(huán)化合物的重要結(jié)構(gòu)砌塊。機(jī)理研究證明三組分產(chǎn)物是熱力學(xué)控制的。該反應(yīng)通過可逆的氮雜aldol反應(yīng)將熱力學(xué)不穩(wěn)定的非對映異構(gòu)體全部轉(zhuǎn)化成熱力學(xué)穩(wěn)定的非對映異構(gòu)體,獲得了極高的非對映選擇性。至此,我們徹底解決了反應(yīng)的非對映選擇性問題。在論文第五章中,對全文進(jìn)行總結(jié)。論文第六章是實(shí)驗(yàn)部分,體現(xiàn)全文實(shí)驗(yàn)的一般信息,底物和催化劑的制備方法以及各章節(jié)具體實(shí)驗(yàn)操作和化合物表征數(shù)據(jù)。
[Abstract]:Multicomponent reaction is an effective method for efficient construction of complex molecules, but the realization of multicomponent reaction asymmetric catalysis is a big challenge. As compared to the two component reaction, multi component reaction of the new group increased the conformation transition state, higher control requirements on the stereochemistry of our group has been committed. To capture the active electrophiles ylides or zwitterionic intermediates of multicomponent reactions, and has successfully developed a transition metal / chiral Lewis acid co catalyst system and transition metal / chiral Br (?) nsted Acid Co catalyst system, achieved very good enantioselectivity. But for transition metal / chiral alkali the catalytic system, due to alkali metal coordination and easily lose its ability to break down heavy nitrogen and has not been successful. The successful development of transition metal / chiral secondary amine Co catalyst system for asymmetric Michael Type three component reaction, using two aryl prolinol silyl ether chiral secondary amine Co catalyst to overcome the mutual quenching of transition metal and amine catalyst. Quenching reactions, transition metal slow decomposition of diazo forming metal CABBEEN, and alcohol, indole or aromatic amine reaction or zwitterionic Ye de for intermediates, chiral secondary amine is then activated alpha, beta unsaturated aldehyde capture, delay the proton transfer after three chiral component products, the enantioselectivity of the reaction is very high. The successful development of this catalytic system for the asymmetric, our group of three component reaction provides a new idea in the first chapter of this paper. The multicomponent reactions, divided the history of the development of response from the multi group, asymmetric multicomponent reaction point introduces multicomponent reactions and the advantages of asymmetric multicomponent reactions. The implementation strategy also introduced the CABBEEN diazo compounds, metal, Ye Lide And the application of zwitterionic intermediates in organic reactions. Finally capture the lively ylides or zwitterionic intermediate three component reaction based on the detailed introduction, asymmetric aldol type multicomponent reactions, asymmetric Mannich type multicomponent reaction and asymmetric Michael type multicomponent reaction strategy (transition metal / catalytic CO chiral Lewis acid method and transition metal / chiral Br (?) nsted Acid co catalyzed) strategy and points out some challenges and problems, provide the research background for the research direction of this thesis. In the second chapter, we design and transition metal / chiral alkali catalyst system for the realization of alpha, beta unsaturated aldehydes, asymmetric Michael type diazo compound and alcohol three component reaction, solves the compatibility problem of transition metal and amine Co catalyst. In order to make the iminium cation formation rate and hydroxyl ylide Between generation rate matching, will replace the traditional rhodium acetate of transition metal iridium complexes, and the chiral secondary amine consists of catalytic system, the successful implementation of the alpha, beta unsaturated hydroxyl of asymmetric ylides aldehyde capture reaction, two chiral centers 1,2,5- three alcohol derivatives with ortho reaction, obtained satisfactory yield and enantioselectivity, but the diastereoselectivity needs to be further improved. In the third chapter, in order to solve the diastereoselectivity of the reaction, we will change into alcohol indole, envisaged by the steric hindrance of substrate increasing realization of diastereoselective control through a series of optimization. And the Dr value of the reaction was increased to 78:22, partly solves the diastereoselectivity problem, good enantioselectivity and yield, get a series of good biological activity of chiral indole derivatives in the fourth chapter, Considering the structure of the product diversity and usefulness perspective, we also expect to further improve the response of diastereoselectivity, we will be the CO catalytic system for alpha, beta unsaturated aldehyde capture reaction of ammonium ylide, was successfully constructed with three chiral centers of pyrrolidine pyrrolidine skeleton. In the natural alkaloid, biologically active compounds and drugs is an important kind of framework structure is an important block in organic synthesis of heterocyclic compounds. The construction mechanism showed that three component products. The reaction is thermodynamically controlled by reversible aza aldol reaction thermodynamic unstable diastereomers into the thermodynamic stability of the diastereomers, gained high diastereoselectivity. Thus, we completely solve the reaction diastereoselectivity problem. In the fifth chapter, summarizes the theory. The sixth chapter is the experimental part, which embodies the general information of the full-text experiment, the preparation methods of substrate and catalyst, and the specific operation and compound characterization data of each chapter.

【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O621.251

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本文編號(hào)：1710046