雙手性三氮唑卡賓銅催化的不對稱硼化反應(yīng)的研究.pdf

1、不對稱催化是當(dāng)今化學(xué)研究的熱點之一，應(yīng)用于此類反應(yīng)的催化劑也多種多樣。盡管這些催化劑在結(jié)構(gòu)上千差萬別，但其均有一個共同的特點——包含至少一個手性要素，即中心手性、軸手性、面手性和螺手性。面手性[2.2]環(huán)仿作為一個良好的面手性源，在不對稱催化中的也得到了越來越多的重視。氮雜環(huán)卡賓自從其被人們分離得到以來，就以其優(yōu)異的結(jié)構(gòu)可塑性和供電子能力而受到化學(xué)家們的關(guān)注，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于有機催化和均相有機金屬催化中。同研究者之前常用的膦配體相比，氮

2、雜環(huán)卡賓金屬配合物更易于制備且更加穩(wěn)定。三氮唑卡賓是各種氮雜環(huán)卡賓中較為常用的一種，被廣泛應(yīng)用于催化各類反應(yīng)。
　　將帶有中心手性氮雜環(huán)卡賓引入到[2.2]環(huán)仿基團，可得到一類具有中心手性和面手性的新型配體，將其應(yīng)用于不對稱催化可能會得到較好的效果。目前三氮唑卡賓雖然應(yīng)用廣泛，但對于其的研究大都是在有機催化反應(yīng)中，僅有我們課題組曾報道過將此類配體應(yīng)用于過渡金屬配合物催化，對于這方面的研究仍需加強。
　　基于以上原因，我們意圖

3、得到一系列基于面手性[2.2]環(huán)仿的三氮唑鹽，并嘗試將其作為卡賓前體應(yīng)用于不對稱催化反應(yīng)。本文主要論述了制備一系列含有[2.2]環(huán)仿基團的三氮唑配體，并將其與Cu(Ⅰ)形成配合物后應(yīng)用于查爾酮衍生物的不對稱共軛硼加成反應(yīng)。論文主要包括以下幾方面的內(nèi)容:
　　一、光學(xué)純4-氨基-12-溴[2.2]環(huán)仿的合成
　　對甲基芐基氯化銨在強堿性條件下發(fā)生Hoffman消除，而后在加熱條件下發(fā)生雙分子聚合反應(yīng)得到[2.2]環(huán)仿。在新制備

4、的溴化鐵催化下，[2.2]環(huán)仿與溴反應(yīng)得到4，16-二溴[2.2]環(huán)仿。而后在正十二烷中發(fā)生轉(zhuǎn)位，得到4，12-二溴[2.2]環(huán)仿。所得的4，12-二溴[2.2]環(huán)仿與二苯甲酮亞胺反應(yīng)后，再通過鹽酸酸解，即可得到消旋的4-氨基-12-溴[2.2]環(huán)仿。消旋4-氨基-12-溴[2.2]環(huán)仿與左旋樟腦磺酸反應(yīng)后，通過柱層析和重結(jié)晶，即可分離得到兩種光學(xué)純的非對映異構(gòu)體，再經(jīng)過鹽酸酸解之后即可得到光學(xué)純的Rp-(-)-4-氨基-12-溴[2.

5、2]環(huán)仿和Sp-(+)-4-氨基-12-溴[2.2]環(huán)仿。
　　二、Sp-(+)-1-[2.2]環(huán)仿基-1-甲?；蔓}酸鹽的制備
　　Rp-(+)-4-氨基-13-溴[2.2]環(huán)仿通過脫溴還原得到Sp-(+)-4-氨基[2.2]環(huán)仿，再經(jīng)過重氮化反應(yīng)得到重氮鹽，再與碘單質(zhì)反應(yīng)后，得到Sp-(+)-4-碘[2.2]環(huán)仿。Sp-(+)-4-碘[2.2]環(huán)仿再與二苯酮腙反應(yīng)得到Sp-(+)-4-二苯酮腙[2.2]環(huán)仿，然后經(jīng)過甲酰

6、化后，通過酸解即可得到Sp-(+)-1-[2.2]環(huán)仿基-1-甲?；蔓}酸鹽。
　　三、Sp-(+)-4-亞磷酸二苯酯基-12-(N-甲?；禄?[2.2]環(huán)仿鹽酸鹽的制備
　　Sp-(+)-4-氨基-12-溴[2.2]環(huán)仿通過重氮化反應(yīng)得到重氮鹽，重氮鹽在NaBr溶液中分解得到Sp-(+)-4，12-二溴[2.2]環(huán)仿，再經(jīng)過低溫鋰化后與亞磷酸三苯酯反應(yīng)，但未能得到目標(biāo)產(chǎn)物。
　　四、Sp-(+)-4-二苯基膦酰基-

7、12-肼基[2.2]環(huán)仿鹽酸鹽的制備
　　Sp-(+)-4，12-二溴[2.2]環(huán)仿低溫鋰化后與二苯基膦酰氯反應(yīng)，得到Sp-(+)-4-二苯基膦?；?12-溴[2.2]環(huán)仿，再與二苯酮腙反應(yīng)，得到Sp-(+)-4-二苯基膦?；?12-二苯酮腙基[2.2]環(huán)仿，經(jīng)過甲?；?，未能得到目標(biāo)產(chǎn)物。
　　五、Sp-(+)-4-甲氧基-12-(N-甲?；禄?[2.2]環(huán)仿鹽酸鹽的制備
　　Sp-(+)-4-氨基-12-溴[2.

8、2]環(huán)仿先生成Sp-(+)-4-乙酰氨基-12-溴[2.2]，再通過重氮化再重排，得到Sp-(+)-4-乙酰氧基-12-溴[2.2]環(huán)仿，然后在KOH的甲醇溶液中反應(yīng)得到Sp-(+)-4-溴-12-羥基[2.2]環(huán)仿，再與硫酸二甲酯反應(yīng)，得到Sp-(+)-4-溴-12-甲氧基[2.2]環(huán)仿，再與二苯酮腙反應(yīng)后，繼續(xù)進行甲?；?，經(jīng)過鹽酸分解后得到Sp-(+)-4-甲氧基-12-(N-甲?；禄2.2]環(huán)仿鹽酸鹽。
　　六、Sp-

9、(+)-4-(N-甲?；禄?-12-氨基[2.2]環(huán)仿鹽酸鹽的制備
　　Sp(+)-4-氨基-12-溴[2.2]環(huán)仿與二苯酮腙直接反應(yīng)，得到Sp-(+)-4-二苯酮腙-12-氨基[2.2]環(huán)仿，然后將氨基保護后在進行甲?；?jīng)過鹽酸分解即可得到Sp-(+)-4-(N-甲?；禄?-12-氨基[2.2]環(huán)仿鹽酸鹽。
　　七、叔亮氨醇衍生的面手性三唑鹽的制備
　　叔亮氨醇與氯代乙酸反應(yīng)后，再在氫化鈉存在下關(guān)環(huán)得到(S)-

10、5-叔丁基-3-嗎啉酮，再與三甲基氧鎓四氟硼酸鹽反應(yīng)得到(S)-5-叔丁基-3-嗎啉酮亞胺醚。得到的亞胺醚先在甲醇中與之前制備得到的甲酰肼鹽酸鹽反應(yīng)，然后在原甲酸三乙酯中發(fā)生關(guān)環(huán)反應(yīng)，得到目標(biāo)產(chǎn)物。
　　八、催化應(yīng)用研究
　　我們利用之前制備所得到的雙手性三氮唑卡賓前體與Cu(Ⅰ)生成配合物，并以此作為催化劑，催化了對于查爾酮衍生物的不對稱共軛硼加成反應(yīng)，利用查爾酮的不對稱共軛硼加成反應(yīng)對催化劑進行了篩選，又對底物進行了擴展