本文關(guān)鍵詞：二茂鐵類多功能有機(jī)膦催化劑的合成及其在不對稱MBH反應(yīng)中的應(yīng)用研究

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【摘要】：不對稱有機(jī)催化是當(dāng)今有機(jī)化學(xué)最為活躍的研究領(lǐng)域之一,作為經(jīng)典的手性碳碳鍵形成的反應(yīng),不對稱Morita-Baylis-Hillman(MBH)反應(yīng)自80年代以來越來越受到化學(xué)家們的重視。而近年來的研究亦表明該反應(yīng)在有機(jī)合成上極具應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿�。MBH反應(yīng)主要是醛和活性多烯生成多官能團(tuán)的反應(yīng),它幾乎包含了高效率化合物合成方法所有基本的特點(diǎn),如原子經(jīng)濟(jì)性、對映選擇性、反應(yīng)條件溫和及產(chǎn)物具有多個(gè)能進(jìn)一步轉(zhuǎn)換的官能團(tuán)。但是,不對稱MBH反應(yīng)因其較慢的反應(yīng)速度、化學(xué)產(chǎn)率不高、對映選擇性不理想以及底物范圍較窄等缺點(diǎn),而無法得到廣泛的應(yīng)用。所以,設(shè)計(jì)并合成高效率的手性催化劑依然是不對稱MBH反應(yīng)的重要研究課題。課題組前期的研究取得了較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,本論文在前期的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)一步設(shè)計(jì)合成了基于二茂鐵骨架的雙功能及三功能有機(jī)小分子催化劑,深入考察該類催化劑在不對稱MBH反應(yīng)中的催化活性。本論文的工作主要分為以下幾個(gè)方面:1.以(R)-Ugi’s胺為起始原料,先經(jīng)過叔丁基鋰鋰化進(jìn)而引入叔膦基團(tuán),接著與不同的格式試劑反應(yīng)得到相應(yīng)的膦手性化合物,再經(jīng)過氨解反應(yīng)得到膦手性伯胺中間體。將3,5-雙三氟甲基苯基異硫氰酸酯分別與不同的手性膦伯胺中間體縮合,得到4種新型的手性雙官能團(tuán)催化劑Ⅲ~Ⅵ;以(R/S)-1,1'-聯(lián)-2-萘酚為起始原料,經(jīng)三步反應(yīng)在3位引入醛基后,得到兩種構(gòu)型的聯(lián)萘醛,再分別與兩種膦手性伯胺中間體反應(yīng)得到4種三功能催化劑Ⅶ-Ⅹ。2.將合成的手性催化劑用于丁烯酮與芳香醛的不對稱MBH反應(yīng),通過優(yōu)化催化劑比例、溶劑、溫度、底物等,使用催化劑Ⅳ獲得93%的產(chǎn)率,但對映選擇性卻僅為9%ee。我們還嘗試了催化丙烯醛與芳香醛的不對稱MBH反應(yīng),雖然得到了91%的化學(xué)產(chǎn)率,對映選擇性只有4%ee。3.我們試探性的用三功能催化劑Ⅶ~Ⅹ催化分子內(nèi)不對稱MBH反應(yīng),結(jié)果發(fā)現(xiàn)三功能催化劑在催化該類反應(yīng)中有很高的催化活性。其中催化劑Ⅷ在相同的實(shí)驗(yàn)條件下反應(yīng)3 h,即可得到91%的化學(xué)產(chǎn)率,但對映選擇性卻不是那么令人滿意,僅有15%ee。4.將催化劑Ⅴ用于催化1,1,1,3,3,3-六氟異丙基丙烯酸酯和對硝基苯甲醛的不對稱MBH反應(yīng)。我們驚喜的發(fā)現(xiàn)催化劑Ⅴ在室溫條件下48 h反應(yīng)即結(jié)束,通過條件優(yōu)化獲得最高99.7%ee的對映選擇性。
【關(guān)鍵詞】：多功能 芳香醛 不對稱有機(jī)催化 MBH反應(yīng) 丙烯醛 丙烯酸乙酯
【學(xué)位授予單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R914.5
【目錄】：

• 縮略語表6-8
• 中文摘要8-10
• 英文摘要10-12
• 前言12-13
• 文獻(xiàn)回顧13-26
• 第一部分 二茂鐵類手性膦催化劑的設(shè)計(jì)合成26-31
• 1.1 催化劑的設(shè)計(jì)26
• 1.2 催化劑的合成26-31
• 1.2.1 中間體36的合成26-27
• 1.2.2 中間體37的合成27
• 1.2.3 中間體40的合成27-28
• 1.2.4 手性膦方酰二胺催化劑I的制備28
• 1.2.5 手性膦單方酰胺催化劑II的制備28-29
• 1.2.6 催化劑III~VI的合成29
• 1.2.7 催化劑VII~X的合成29-31
• 第二部分 二茂鐵類手性膦催化劑在不對稱MBH反應(yīng)中的催化活性研究31-50
• 2.1 丁烯酮和芳香醛的不對稱MBH反應(yīng)31-39
• 2.1.1 丁烯酮與芳香醛的不對稱MBH反應(yīng)概述31-33
• 2.1.2 二茂鐵類手性膦催化劑的催化活性篩選33-34
• 2.1.3 溶劑篩選34-35
• 2.1.4 反應(yīng)溫度及時(shí)間對催化反應(yīng)的影響35-36
• 2.1.5 丁烯酮濃度和催化劑用量對催化反應(yīng)的影響36-37
• 2.1.6 芳香醛和丁烯酮的不對稱MBH反應(yīng)底物擴(kuò)展研究37-38
• 2.1.7 結(jié)論38-39
• 2.2 丙烯酸酯和芳香醛的不對稱MBH反應(yīng)39-46
• 2.2.1 丙烯酸酯和芳香醛的不對稱MBH反應(yīng)概述39-41
• 2.2.2 催化活性篩選41-42
• 2.2.3 溶劑篩選42-43
• 2.2.4 底物濃度和催化劑用量對催化反應(yīng)的影響43
• 2.2.5 溫度和反應(yīng)時(shí)間對催化反應(yīng)的影響43-44
• 2.2.6 芳香醛和丙烯酸酯的不對稱MBH反應(yīng)的底物擴(kuò)展研究44-46
• 2.2.7 討論46
• 2.3 其他類型的不對稱MBH反應(yīng)催化活性考察46-48
• 2.3.1 丙烯醛和芳香醛的不對稱MBH反應(yīng)46-47
• 2.3.2 三功能手性膦催化劑在分子內(nèi)不對稱MBH反應(yīng)中的活性考察47-48
• 2.4 小結(jié)48-50
• 第三部分 實(shí)驗(yàn)部分50-71
• 3.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器50-51
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器50
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑及預(yù)處理50-51
• 3.2 二茂鐵類手性膦催化劑的合成51-63
• 3.2.1 催化劑中間體的合成51-55
• 3.2.2 含膦催化劑I~X的制備55-57
• 3.2.3 膦-硫脲催化劑合成57-59
• 3.2.4.三功能催化劑的合成59-62
• 3.2.5 不對稱分子內(nèi)MBH反應(yīng)底物的合成62-63
• 3.3 含膦硫脲手性催化劑催化的MVK和芳香醛的不對稱MBH反應(yīng)63-65
• 3.3.1 催化MVK和芳香醛的不對稱MBH反應(yīng)步驟63
• 3.3.2 丙烯酸酯和芳香醛的不對稱MBH反應(yīng)催化產(chǎn)物數(shù)據(jù)63-65
• 3.4 膦手性催化劑催化的丙烯酸酯和芳香醛的不對稱MBH反應(yīng)65-68
• 3.4.1 催化丙烯酸酯和芳香醛的不對稱MBH反應(yīng)步驟65
• 3.4.2 丙烯酸酯和芳香醛的不對稱MBH反應(yīng)催化產(chǎn)物數(shù)據(jù)65-68
• 3.5 三功能手性催化劑催化的分子內(nèi)不對稱MBH反應(yīng)68-71
• 3.5.1 催化不對稱分子內(nèi)MBH反應(yīng)的步驟68
• 3.5.2 不對稱分子內(nèi)MBH反應(yīng)催化產(chǎn)物數(shù)據(jù)68-71
• 小結(jié)71-72
• 參考文獻(xiàn)72-79
• 附錄79-113
• 個(gè)人簡歷和研究成果113-114
• 致謝114

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本文編號：968953