新型二茂鐵類手性叔膦-方酰胺催化劑的合成及其在不對稱分子內(nèi)MBH反應中的應用研究.pdf

1、不對稱有機催化是當今有機化學最為活躍的研究領域之一,已與金屬催化和酶催化一起成為不對稱催化的三大支柱。然而,與不對稱金屬催化相比,大多數(shù)有機小分子催化劑的用量較大、適用底物范圍有限、催化效率及對映選擇性還不盡人意,真正應用于實際生產(chǎn)獲得效益的催化劑屈指可數(shù)。因此,發(fā)展新型高效手性有機催化劑一直是該領域的研究熱點。然而,縱觀已報道的眾多的手性有機催化劑,大多衍生于有限的幾種手性骨架,如:氨基酸、1,2-二胺、β-氨基醇、金雞納生物堿和聯(lián)萘

2、骨架等。令人驚奇的是,在手性金屬催化劑設計中一直被視為“優(yōu)勢骨架”的二茂鐵,作為有機催化劑的手性骨架卻鮮有報道。二茂鐵具有獨特的面手性,同時兼具剛性強、富電子性、結(jié)晶性好、易衍生化、高度穩(wěn)定性等優(yōu)點,理論上滿足手性有機小分子催化劑的設計要求。本課題組經(jīng)過兩年的探索性研究,取得了一些令人興奮的實驗結(jié)果。在此基礎上,本論文進一步開展了以下研究工作:
　　1、設計了4種基于二茂鐵骨架的雙功能化叔膦-方酰胺手性催化劑 I-IV,該系列催化

3、劑具有以下特點:①催化劑結(jié)構中既包含Lewis堿功能基(叔膦),又包含了Brnsted酸氫鍵供體(方酰胺),二者共同作用,有利于中間體過渡態(tài)的形成;②催化劑結(jié)構中結(jié)合了面手性及C-手性兩種立體基因,通過手性元素間的相互匹配提高對映選擇性;③催化劑易于合成,均以Ugi’s胺為原料,經(jīng)4步反應即可方便地制備。
　　2、建立了催化劑I-IV的高效簡便的合成路線,以Ugi’s胺為原料,經(jīng)膦化、酯化、氨化后,再與不同的方酸酯縮合四步反應,方

4、便的得到了催化劑I-IV,總產(chǎn)率為47.9％-50.0%。該方法原料易得、反應條件溫和、操作簡便、成本低廉。通過1H NMR、31P NMR、13C NMR和HRMS譜對催化劑I-IV進行了結(jié)構表征。
　　3、對核磁共振數(shù)據(jù)的分析,發(fā)現(xiàn)催化劑I-IV以兩種構像異構體的混合形式存在,并進行了合理的解釋。
　　4、將催化劑I-IV應用于不對稱分子內(nèi)MBH反應,考察其催化活性及不對稱誘導作用。通過對溶劑、溫度、催化劑用量、反應時間