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组合路易斯酸催化的不对称插烯Aldol反应

作　者: 亓帅
导　师: 曲景平
学　校: 大连理工大学
专　业: 药物工程
关键词: 不对称Aldol反应醛二烯组合路易斯酸天然产物
分类号: O643.32
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 69次
引　用: 1次
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内容摘要

设计和开发高效的不对称催化剂是当今有机化学的热门领域。双功能催化剂中由于同时存在了两个活性中心,能够同时活化或定位亲核前体和亲电前体,此类双活化的催化模式要比传统单一活化中心的催化更具有优势,往往也能使催化剂具有更高的选择性与活性。近年来,人们将协同催化这一概念引入到了不对称催化反应之中,并相继报道了许多具有优异性能的新型双功能催化剂。协同效应所固有的特点以及他人业已取得的成果都说明了以协同效应为基础,有望开发出适用于不对称催化反应的性能卓越的新型催化剂。不对称插烯Aldol反应是一类重要的碳-碳键形成的反应,许多天然产物的合成都是通过此类反应来实现的。此类反应的加成产物具有多个官能团,能够进行下一步的结构修饰,衍生成为β-羟基酸、β-羟基酮、δ-羟基-β-羰基酯以及六元环内酯,这些化合物是许多诸如多烯大环内酯抗生素、HMG-CoA还原酶抑制剂、维他命D3等具有生物活性的天然产物的基本骨架。在过去的二十年中,一些关于醛与硅醚二烯不对称插烯Aldol反应的催化剂相继被开发。然而,在这些比较成功的例子中,为了获得高的对映选择性往往需要在低温或加入一些化学计量的添加剂进行催化反应。因此,寻求简单而有效的方法来获得这些具有光学活性的化合物成为天然产物合成的首要研究对象。本文中,我们通过(R)-1,1’-联萘-2,2’二酚,四异丙氧基钛,水和氯化锂组合成为了一种路易斯酸催化体系(R)-BTHL—(R)-BINOL-Ti-H2O-LiCl (1:1:1:1),这种新型手性催化剂在温和的条件下有效地催化了苯甲醛与二烯的不对称插烯Aldol反应。随后,我们又对该反应条件进行了优化,获得了最优反应条件——以1 mL THF作为溶剂,28℃下反应。在最优反应条件下,对反应底物进行了拓展,获得了收率为75-94%和ee值为39-98%的Aldol加成产物。通过已建立的方法实现了天然产物(S)-(+)-Dihydrokavain的全合成,其最终收率为71%和ee值为84%。最后对催化剂筛选实验和催化剂非线性效应作了进一步研究,推测此催化体系的催化过程是一种路易斯酸-路易斯酸双功能催化模式。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
引言  9-11
1 文献综述  11-34
  1.1 手性双功能催化剂的研究进展  11-24
    1.1.1 Acid-base双功能手性催化剂设计的基本原理  11-12
    1.1.2 单金属双功能催化剂  12-15
    1.1.3 多金属协同催化体系  15-23
    1.1.4 Jacobsen的双组分催化体系  23-24
  1.2 组合酸催化剂在不对称催化中的应用  24-28
    1.2.1 路易斯酸协助的路易斯酸  24-25
    1.2.2 布朗斯特酸协助的路易斯酸  25-26
    1.2.3 路易斯酸协助的布朗斯特酸  26-27
    1.2.4 布朗斯特酸协助的布朗斯特酸  27-28
  1.3 催化醛与丙叉基保护硅醚二烯不对称Aldol反应的研究现状  28-33
    1.3.1 手性Ti催化体系  28-29
    1.3.2 手性Cu催化体系  29-31
    1.3.3 手性Cr催化体系  31
    1.3.4 氢键作用的催化体系  31-32
    1.3.5 路易斯碱活化路易斯酸的催化体系  32-33
  1.4 选题背景及依据  33-34
2 结果与讨论  34-42
  2.1 催化反应类型的选择及催化剂的考察  34-35
  2.2 反应条件的优化  35-37
  2.3 底物的拓展及应用  37-40
  2.4 催化剂(R)-BTHL作用机理的研究  40-41
  2.5 小结  41-42
3 实验部分  42-60
  3.1 实验仪器与药品  42-43
    3.1.1 实验药品  42-43
    3.1.2 实验仪器  43
  3.2 原料硅醚二烯(2)的合成  43-44
  3.3 催化剂的制备  44
  3.4 催化反应  44-58
    3.4.1 外消旋体的合成  44-45
    3.4.2 催化反应的一般操作  45-46
    3.4.3 目标产物的各项表征及HPLC分析  46-58
  3.5 天然产物(S-(+)-Dihydrokavain的合成  58-60
结论  60-61
参考文献  61-84
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  84-85
致谢  85-86

组合路易斯酸催化的不对称插烯Aldol反应

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