金雞納堿衍生物催化的β-二羰基化合物不對稱α-羥基化.pdf

1、博士學(xué)位論文金雞納堿衍生物催化的肛二羰基化合物不對稱弘羥基化Enantioselective倪一HydroxylationofflDicarbonylCompoundsCatalyzedbyCinchonaAlkaloidDerivatives學(xué)號：11307063答辯日期：20161114大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文摘要手性是自然界的基本屬性之一，與化學(xué)、生物、醫(yī)藥、工程

2、等學(xué)科密切相關(guān)，產(chǎn)業(yè)界對手性化合物的巨大需求推動(dòng)了手性科學(xué)的迅速發(fā)展。具有光學(xué)活性的a羥基夠二羰基化合物是一類非常重要的結(jié)構(gòu)單元，催化∥二羰基化合物的不對稱僅羥基化是獲得該類結(jié)構(gòu)簡單、直接和高效的方法。首先，本文以金雞納堿奎寧及奎尼丁為先導(dǎo)有機(jī)催化劑，重點(diǎn)對金雞納堿C2’和C一67位進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，制備并篩選了21種金雞納堿催化劑。以有機(jī)催化5氯茚酮甲酸甲酯不對稱0[羥基化為模型反應(yīng)，考察催化劑結(jié)構(gòu)與模型反應(yīng)的構(gòu)效關(guān)系?？岫⊙苌鶦27位

3、溴代、C9和C6’為羥基的QD3催化該反應(yīng)具有92％ee和98％q女率；反應(yīng)放大至克級仍有91％ee和96％q叟率。在該反應(yīng)體系中，使用過氧化氫異丙苯為氧化劑，得到Sr構(gòu)型的產(chǎn)物，對映選擇性80％98％ee，收率87％99％；使用30％雙氧水為氧化劑，得到R構(gòu)型的產(chǎn)物，對映選擇性36％87％ee，收率35％96％。該催化體系同時(shí)可實(shí)現(xiàn)口酮酰胺類底物的不對稱6c一羥基化，產(chǎn)物具有38％92％ee和51％94％q復(fù)率。本文還對反應(yīng)機(jī)制進(jìn)行了

4、探討，認(rèn)為催化劑、底物、氧化劑之間的氫鍵作用是反應(yīng)高效進(jìn)行的主要原因。其次，以二氫奎寧為催化劑，實(shí)現(xiàn)了肼活化分子氧制備手性a羥基夠酮酸酯的方法，獲得了55％85％ee和67％95％q欠率的僅羥基化產(chǎn)物。分子氧活化過程是肼在堿的作用下形成自由基正離子，與氧分子反應(yīng)生成過氧化氫，最后氧化底物實(shí)現(xiàn)僅。羥基化。最后，通過光致氧化策略，實(shí)現(xiàn)分子氧參與的有機(jī)光催化∥二羰基化合物不對稱0c羥基化，具有100％的原子經(jīng)濟(jì)性。通過對金雞納堿相轉(zhuǎn)移催化劑的

5、設(shè)計(jì)、合成與篩選，發(fā)現(xiàn)辛可寧衍生C2’帶有取代苯基的催化劑PTC31能夠催化30種伊酮酸酯以及伊酮酰胺底物不對稱oc羥基化，最高90％ee和99％q殳率。此外，發(fā)現(xiàn)N氧化辛可寧衍生物相轉(zhuǎn)移催化劑PTCCn7具有易回收重復(fù)使用的性質(zhì)，催化∥二羰基化合物不對稱o[羥基化具有最高83％ee和99％q叟率。催化劑循環(huán)使用6次，產(chǎn)物仍有78％ee以及91％q殳率。本文還對光致氧化可能的機(jī)理進(jìn)行了闡述，推測氧化反應(yīng)經(jīng)歷了單線態(tài)氧過程，以及過氧化物中