手性有機膦催化劑催化的分子間不對稱交叉Rauhut-Currier反應(yīng)研究.pdf

1、碳-碳鍵的構(gòu)筑是有機化學(xué)里經(jīng)久不衰的研究內(nèi)容，Rauhut–Currier（RC）反應(yīng)就是其中一種構(gòu)筑碳-碳鍵的方法。RC反應(yīng)是由三價膦或者三價胺催化的活潑烯烴之間通過偶聯(lián)構(gòu)筑新的碳-碳鍵的一種反應(yīng)。反應(yīng)具有100％的原子經(jīng)濟性，并且反應(yīng)的產(chǎn)物是多官能團化的化合物，容易進行后續(xù)的官能團化或者衍生化。雖然該反應(yīng)1963年就被發(fā)現(xiàn)，但是研究發(fā)展相對比較緩慢，主要是分子間交叉RC反應(yīng)存在選擇性差，收率低等諸多方面的問題。本文第一章第一節(jié)詳細總

2、結(jié)了近年來RC反應(yīng)的研究進展。有機膦是RC反應(yīng)最初發(fā)現(xiàn)時使用的催化劑。手性有機膦化合物催化的不對稱反應(yīng)在近十年發(fā)展非常迅速，并且取得了非常多的成果，但是目前為止尚沒有手性膦化合物催化的分子間不對稱交叉RC反應(yīng)的報道。
　　本文第一章第二節(jié)詳細總結(jié)了近年來小分子有機膦催化的不對稱反應(yīng)的研究進展。在此基礎(chǔ)上，我們對手性膦催化的分子間不對稱交叉RC反應(yīng)做了深入和系統(tǒng)的研究。
　　1）設(shè)計合成了新的含有酚羥基、酰胺基以及親核性膦基團

3、的多官能團手性膦催化劑，并采用此催化劑首次實現(xiàn)了手性膦催化的分子間不對稱交叉RC反應(yīng)。該反應(yīng)不僅很好的適用于甲基乙烯基甲酮與3-芳酰基丙烯酸酯之間的RC反應(yīng)，對于更加容易發(fā)生自身RC反應(yīng)的芳基乙烯基甲酮，也能以很高的收率和選擇性與3-芳?；┧狨グl(fā)生交叉RC反應(yīng)。此外，我們所設(shè)計的多官能團手性膦催化劑具有非常高的催化效率，能夠以1mol%的催化劑用量實現(xiàn)該RC反應(yīng)克級別上的反應(yīng)，且依然具有很高的收率和ee值。通過簡單的機理研究，我們發(fā)

4、現(xiàn)，酚羥基以及酰胺基都以氫鍵的形式參與到了反應(yīng)的手性控制過程當(dāng)中。參照產(chǎn)物的單晶結(jié)構(gòu)以及已有的文獻，我們給出了反應(yīng)的機理以及手性控制的模型。產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)通過核磁，高分辨質(zhì)譜等確認。
　　2）采用多官能團手性膦催化劑并不能很好的實現(xiàn)丙烯醛與3-芳?；┧狨ブg進行的不對稱交叉RC反應(yīng)。為了進一步的解決這一問題，我們選擇了由親核性手性膦（Lewis堿）/金屬化合物（Lewis酸）組成的共催化模式。由于作為親核性的三價膦具有較強的配位能

5、力，能夠與很多的過渡金屬產(chǎn)生強的配位作用而失去親核性，因此對于金屬Lewis酸的選擇也非常重要。通過條件實驗，我們選定Ti(OiPr)4作為手性膦催化劑的共催化劑。這樣一個共催化的體系當(dāng)中，Ti(OiPr)4作為Lewis酸通過對兩個底物的活化來提高反應(yīng)的收率和選擇性，反應(yīng)最高能夠達到91%的收率和93%的ee值。另外這樣一個共催化的體系也被成功的應(yīng)用到了甲基乙烯基甲酮與查爾酮進行的不對稱交叉RC反應(yīng)當(dāng)中，反應(yīng)最高能夠達到91%的收率和

6、88%的ee值。這是手性膦催化劑與金屬Lewis酸組成的共催化體系在不對稱交叉RC反應(yīng)當(dāng)中的首次報道。反應(yīng)的產(chǎn)物通過核磁和高分辨質(zhì)譜確認。
　　3）由于RC反應(yīng)的產(chǎn)物是具有多官能團的活潑烯烴類化合物，因此可以通過選擇合適的底物或者反應(yīng)條件實現(xiàn)由不對稱交叉RC反應(yīng)引發(fā)的串聯(lián)反應(yīng)。含色滿骨架的化合物很多是具有生物活性的，因此我們選用含色滿骨架的氰基查爾酮的類似物進行了這一方面的研究。我們設(shè)計了含有硫代酰胺的手性膦催化劑，希望能夠?qū)崿F(xiàn)這