新型手性相轉移催化劑設計合成及在Michael加成反應中應用.pdf

1、手性相轉移催化以其反應條件溫和，操作簡單等優(yōu)點廣泛應用于不對稱合成反應中。本論文從設計和合成新型手性相轉移催化劑的角度出發(fā)，以光學純聯(lián)二萘酚為原料，合成了一系列新型手性雙、單螺環(huán)季銨鹽，并研究其在不對稱Michael加成反應中的催化效率和手性誘導效果。
　　 骨架的剛性和柔性是影響手性催化劑立體選擇性的兩個重要因素，由金雞納堿和聯(lián)萘酚衍生的單季銨鹽作為經典相轉移催化劑，在許多不對稱反應中呈現(xiàn)優(yōu)良的催化效果，但對空間體積比較大的一

2、些底物參與的挑戰(zhàn)性新反應，呈現(xiàn)低催化活性和/或手性誘導效果。本論文將骨架剛性和柔性結合起來，首先設計合成一系列含有手性聯(lián)萘骨架的雙螺環(huán)季銨鹽，所有新化合物結構經波譜表征，其中兩個雙螺環(huán)季銨鹽結構經X-射線單晶衍射分析確證。
　　 將所設計合成雙螺環(huán)季銨鹽催化劑(百分之一摩爾量)，應用于空間體積大的α，α-雙取代硝基甲烷對β-芳基-α，β-不飽和酮共軛加成反應中，以43-99％收率和高對映選擇性(最高99.8％)得到目標加成產物，

3、并發(fā)現(xiàn)通過調控連接兩個剛性螺環(huán)季銨鹽之間的脂肪鏈長度，能夠實現(xiàn)加成產物絕對構型翻轉，分別得到兩個對映異構體，即同一手性源衍生的兩個催化劑起到手性開關作用。在研究中，還發(fā)現(xiàn)在反應放大和催化劑回收利用中，催化劑活性和選擇性無明顯降低。
　　 二苯酮亞胺甘氨酸叔丁酯與β-芳基-α，β-不飽和酮的不對稱Michael加成反應未見文獻報道，顯然由于兩個反應底物空間體積都比較大，實現(xiàn)高反應活性和立體選擇性是個挑戰(zhàn)課題。本論文利用設計合成的雙

4、螺環(huán)季銨鹽催化劑，在溫和條件下，能夠促進該加成反應，以57-98％收率和高立體選擇性(最高93％ee和99:1 dr)，得到一系列手性β-芳基-α-氨基酸衍生物。所得產物是一類重要有機合成中間體，經簡單轉化可以制備3，5-雙取代-D-脯氨酸衍生物及2-酯基吲哚衍生物。
　　 本論文最后一部分，利用手性單螺環(huán)季銨鹽作為相轉移催化劑，實現(xiàn)二苯酮亞胺甘氨酸叔丁酯與2-芳叉苯并六環(huán)酮的一鍋多步反應，在溫和條件下以58-97％收率和高立體