金鸡纳新型多氢键硫脲类有机小分子催化剂在催化不对称反应中运用

摘要：不对称有机小分子催化是一种新型的、强有力的、环境友好的有机合成策略，近年来在有机合成化学中得到飞速进展，己经成为继金属有机催化和酶催化之后的第三种催化策略，是合成及构建复杂手性有机分子骨架的重要手段。手性硫脲作为氢键供体型有机小分子催化剂，可以通过和底物形成氢键来活化反应试剂进而起到催化反应的目的。该类物质已经被广泛地运用于催化不对称Michael加成反应、Aldol反应、Bayps-Hilllllan反应等有机催化反应中。本课题设计并合成了一系列由金鸡纳生物碱和手性氨基酸衍生的新型手性硫脲类催化剂，并进行了该类催化剂在不对称催化反应中的运用探讨。论文主要包括以下几方面：1.以金鸡纳生物碱和手性氨基酸为原料，合成新型多氢键双功能硫脲类催化剂。2.硫脲类催化剂在不对称Michael加成反应中的运用。其中以丙酮和硝基烯烃为底物的不对称Michael加成反应，在10mol%59c的催化下获得了高达92%的产率和99%ee的对映选择性。另外我们培养得到了催化剂59c和产物73h的单晶，并借助单晶数据推测反应中可能的过渡态，探讨该类型硫脲催化剂在反应历程中所发挥的作用；以乙酰丙酮和硝基烯烃为底物的不对称Michael加成反应，以10mol%的59e为催化剂，得到了高达95%的产率和97%ee的对映选择性。3.初步进行了硫脲类催化剂在Aldol反应、MBH反应中的催化效果探讨。其中以丙酮和对硝基苯甲醛为底物的不对称Aldol加成反应，在10mol%59j的催化下获得了中等的产率和对映选择性(产率：79%，76%ee)；以Ts保护的对氯苯甲酰亚胺和丙烯酸甲酯为底物的MBH反应，经过初步的催化剂筛选，在10mol%59i为催化剂时，得到了中等的产率(54%)和较低的对映选择性(30%ee)。探讨结果表明：我们设计合成的硫脲类催化剂可以高效、高对映选择性地催化丙酮和硝基烯烃、乙酰丙酮和硝基烯烃之间的不对称Michael加成反应。反应条件温和、原料合成简便、成本低廉、产率高、对映选择性好，我们的工作为Michael加成反应的进展提供了新的具有实用价值的催化系统；在Aldol反应、MBH反应中初步进行的催化效果探讨表明，该类催化剂也可以较好的催化其他不对称催化反应，运用前景广阔。关键词：硫脲论文有机小分子催化论文不对称催化反应论文金鸡纳生物碱论文Michael加成反应论文Aldol反应论文MBH反应论文

缩略语表6-8

中文摘要8-10

Abstract10-13

前言13-15

文献回顾15-40

1、硫脲类催化剂在不对称催化反应中的运用15-39

1.1 在不对称 Michael 加成反应中的运用15-25

1.1.1 由脯氨酸衍生的硫脲类催化剂15-17

1.1.2 由环己二胺或 1,2-二乙二胺衍生的硫脲类催化剂17-21

1.1.3 由金鸡纳生物碱衍生的硫脲类催化剂21-25

1.2 在不对称 Aldol 反应中的运用25-28

1.3 在不对称 Morita-Bayps-Hilllllan 反应中的运用28-33

1.4 在其他不对称反应中的运用33-39

1.4.1 在不对称 Mannich 反应中的运用33-34

1.4.2 在不对称 Pictet-Spengler 反应中的运用34-35

1.4.3 在不对称 Diels-Alder 反应中的运用35-36

1.4.4 催化 Petasis-Type 反应36-37

1.4.5 催化硅氰化反应37-39

2、小结39-40

实验一 新型多氢键硫脲类双功能催化剂的合成40-60

1 材料40-42

1.1 实验试剂40-41

1.2 实验材料41-42

1.3 实验仪器42

2 策略42-52

2.1 金鸡纳生物碱的氨基化反应44-45

2.2 合成异硫氰酸酯45-46

2.3 氨基酸还原为氨基醇46-48

2.4 催化剂合成[53]48-52

3. 结果52-60

实验二 催化不对称 MICHAEL 加成反应60-90

1 材料60-62

1.1 实验试剂60-62

1.2 实验材料62

1.3 实验仪器62

2 策略62-89

2.1 硝基烯烃的制备62-63

2.2 催化丙酮和硝基烯烃的不对称 Michael 加成反应63-79

2.3 催化乙酰丙酮和硝基烯烃的不对称 Michael 加成反应79-89

3. 结果与讨论89-90

实验三 新型硫脲类催化剂对其他不对称反应的催化效果的初步探讨90-100

1 材料90

1.1 仪器90

1.2 试剂90

2 策略90-99

2.1 催化不对称 Aldol 反应初步探讨90-95

2.2 催化不对称 aza-MBH 反应初步探讨95-99

3. 结果和讨论99-100

小结100-102