基于金雞納堿、二茂鐵等優(yōu)勢骨架的新型手性配體的設(shè)計、合成及其催化的不對稱反應(yīng)研究.pdf

1、本論文主要涉及基于優(yōu)勢骨架金雞納堿和二茂鐵的新型手性配體的設(shè)計、合成及其金屬配合物在催化不對稱反應(yīng)中的應(yīng)用研究。主要包括以下三個部分。
　　1.基于金雞納堿的Schiff堿配體的制備及其Cu(II)配合物催化的不對稱Henry反應(yīng)
　　在課題組前期研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計合成了四種位阻和電性效應(yīng)顯著的基于金雞納堿的Schiff堿配體，并考察了其與Cu(OTf)21:1的配合物在醛和硝基烷烴（包括硝基甲烷與硝基乙烷）的不對稱Henr

2、y反應(yīng)中的催化效果。研究結(jié)果表明，在所篩選的最優(yōu)反應(yīng)條件下，大位阻基團(tuán)叔丁基取代的Schiff堿配體94的Cu(II)配合物能夠高效地催化該反應(yīng)，在5 mol％的催化劑量下，可以高達(dá)97%的分離產(chǎn)率、99%ee的對映選擇性以及84:16 dr的非對映選擇性得到相應(yīng)的?-硝基醇類加成產(chǎn)物。此外，我們還通過加成產(chǎn)物的絕對構(gòu)型、配體的X-單晶衍射結(jié)構(gòu)以及配體的Cu(II)配合物的IR，HR-MS圖譜等方法就以上催化體系催化不對稱Henry反應(yīng)

3、的機(jī)理進(jìn)行了初步的探討，并對可能的催化過渡態(tài)進(jìn)行了合理的推測。
　　2.基于二茂鐵的新型N,N-配體的制備及其在Pd(II)催化的烯丙基烷基化反應(yīng)中的應(yīng)用
　　將吡啶和噁唑啉引入二茂鐵骨架，設(shè)計、合成了19種新型的手性二茂鐵類N,N-配體，并通過NMR,HRMS以及X-單晶衍射等對配體的結(jié)構(gòu)和絕對構(gòu)型進(jìn)行了確證。這類配體具有碳手性、面手性等多個手性因素，并且位阻和電性效應(yīng)高度可調(diào)，其中自由的羥基基團(tuán)可與特定的底物形成次級相互

4、作用。它們還具有穩(wěn)定性高、合成簡便，原料價廉易得等優(yōu)勢。同時，這也是首例同時含有吡啶和噁唑啉砌塊的二茂鐵類 N,N-配體。我們選擇Pd(II)催化的(E)-1,3-二芳基乙酸烯丙酯與丙二酸酯的烯丙基烷基化反應(yīng)對以上配體的催化性能進(jìn)行了初步的考察。實(shí)驗結(jié)果表明，吡啶芐基位碳原子的絕對構(gòu)型對催化劑的活性和手性誘導(dǎo)能力起著關(guān)鍵性的作用，此外，自由羥基的存在也是這類配體高催化性能的必要因素；面手性因素考察的結(jié)果提示(S)-面手性的配體較(R)-

5、面手性配體催化效果更佳。相對而言，二茂鐵環(huán)上有無TMS取代基以及噁唑啉砌塊上取代基對配體的催化性能影響較小。在優(yōu)化條件下，5 mol%的Pd(II)/(S,Sp,R)-107a配合物能以高達(dá)99%的產(chǎn)率和98%ee的對映選擇性得到烯丙基烷基化產(chǎn)物。同時，通過羥基烷基化實(shí)驗、配體的絕對構(gòu)型以及烯丙基烷基化產(chǎn)物的絕對構(gòu)型，我們就催化反應(yīng)的可能的過渡態(tài)進(jìn)行了推測，并初步驗證了配體中游離羥基與底物形成氫鍵作用的實(shí)驗設(shè)想。
　　3.Chen

6、phos-Rh配合物催化的α-烷氧基和α-芳氧基取代的α,β-不飽和羧酸的不對稱氫化反應(yīng)
　　光學(xué)純的α-烷氧基或芳氧基取代的羧酸化合物是一類重要的生物活性分子和一些天然產(chǎn)物的全合成中重要的有機(jī)合成中間體。而過渡金屬參與催化的不對稱氫化反應(yīng)是合成α-烷氧基或芳氧基取代的羧酸化合物的最為經(jīng)濟(jì)和高效的手段。我們將本課題組開發(fā)的二茂鐵手性雙膦配體Chenphos的Rh(I)配合物作為催化劑實(shí)現(xiàn)了α-烷氧基和α-芳氧基取代的α,β-不飽和

7、羧酸的不對稱氫化反應(yīng)，獲得了高達(dá)99%的產(chǎn)率和99% ee的對映選擇性，TON可達(dá)5000。此催化體系催化活性高，不需堿性添加劑，且反應(yīng)條件溫和。同時，我們發(fā)現(xiàn)，溶劑的選擇在以上催化反應(yīng)中至關(guān)重要，配體中-NMe2基團(tuán)與底物中羧酸根離子以及溶劑之間的相互作用是實(shí)現(xiàn)反應(yīng)高活性和高對映選擇性的關(guān)鍵因素。此外，我們還將此催化體系成功地應(yīng)用于新批準(zhǔn)上市的用于治療心血管疾病的藥物Entresto（LCZ696）的組成成分Sacubitril（AH