新型的蘇氨酸、絲氨酸、半胱氨酸-表面活性型有機(jī)催化劑催化不對(duì)稱(chēng)anti-Mannich和Aldol反應(yīng)的研究.pdf

1、有機(jī)小分子催化劑是近些年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種被廣泛應(yīng)用于不對(duì)稱(chēng)有機(jī)合成領(lǐng)域的新型催化劑,由于其具有環(huán)境友好、不含金屬離子且在反應(yīng)過(guò)程中不需要對(duì)反應(yīng)底物進(jìn)行任何修飾等特點(diǎn),它受到了研究者們的廣泛關(guān)注。而設(shè)計(jì)、合成高效的、簡(jiǎn)單的、廉價(jià)的、可回收重復(fù)使用的有機(jī)小分子催化劑,并將其應(yīng)用于催化不對(duì)稱(chēng)有機(jī)放大合成反應(yīng),是不對(duì)稱(chēng)有機(jī)合成領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和新的挑戰(zhàn)。
　　 本論文首先在細(xì)致探究天然手性蘇氨酸、絲氨酸以及半胱氨酸等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,

2、設(shè)計(jì)了以天然手性蘇氨酸、絲氨酸以及半胱氨為原料,用三氟乙酸作為溶劑,室溫下一步合成了O-或S-?；奶K氨酸、絲氨酸以及半胱氨-表面活性型有機(jī)小分子催化劑。該合成過(guò)程可以放大應(yīng)用,并且不需要保護(hù)基和繁瑣的柱層析,具有很好的實(shí)用應(yīng)用價(jià)值。
　　 然后,在各種條件下探索了系列O-?；K氨酸-表面活性型有機(jī)催化劑65a-g催化羥基丙酮,對(duì)甲氧基笨胺和4-硝基苯甲醛的不對(duì)稱(chēng)三組份anti-Mannich反應(yīng),其中有機(jī)催化劑65c表現(xiàn)出

3、良好的催化性能,Mannich產(chǎn)物的ee值最高達(dá)到98％,dr值最高達(dá)92:8,Mannich產(chǎn)物以anti式為主。
　　 在優(yōu)化的催化反應(yīng)條件下,催化劑65c對(duì)含有強(qiáng)吸電子基的芳香醛具有較好的催化活性、對(duì)映選擇性和非對(duì)映選擇性,產(chǎn)率最高達(dá)到93％,ee值最高達(dá)到>99％,dr值最高95:2;而對(duì)催化劑65c對(duì)芳香胺具有較好的催化活性、對(duì)映選擇性和非對(duì)映選擇性,產(chǎn)率最高達(dá)到95％,ee值最高達(dá)到99％,dr值最高96:4。令人感

4、興趣的是,65c在有機(jī)催化的放大應(yīng)用時(shí),其催化劑的催化反應(yīng)活性、立體選擇性仍然保持了微量催化時(shí)的催化效果,這具有很好的應(yīng)用性和實(shí)用性,具有一定的工業(yè)應(yīng)用前景。
　　 其后又用催化效果最好的催化劑65c和65m在優(yōu)化條件下催化酮與芳香醛的直接anti-和syn-Aldol反應(yīng)。獲得了較好的催化活性、對(duì)映選擇性和非對(duì)映選擇性,產(chǎn)率最高達(dá)到99％,ee值最高達(dá)到>99％,dr值最高99:1。令人感性趣的是,催化劑可以回收重復(fù)使用和放大

5、催化反應(yīng)。在催化放大催化應(yīng)用反應(yīng)時(shí),其催化的反應(yīng)活性、立體選擇性仍然保持了微量催化時(shí)的催化效果。顯示了潛在的應(yīng)用性和實(shí)用性,具有一定的工業(yè)應(yīng)用前景。
　　 本文還研究了蘇氨酸-表面活性型有機(jī)催化劑65i-q和65c催化等當(dāng)量的酮與芳香醛的直接Aldol反應(yīng)。獲得了較好的催化活性、對(duì)映選擇性和非對(duì)映選擇性,ee值最高達(dá)到>99％,dr值最高99:1。令人感興趣的是,催化劑可以回收重復(fù)使用和有機(jī)催化的放犬催化反應(yīng)。在有機(jī)催化的放大應(yīng)

6、用時(shí),其催化劑65i的催化反應(yīng)活性、立體選擇性仍然保持了微量催化時(shí)的催化效果。同樣顯示了潛在的應(yīng)用性和實(shí)用性,完全符合綠色化學(xué)的要求,具有很好的原子經(jīng)濟(jì)性以及具有一定的工業(yè)應(yīng)用前景。
　　 同樣,本文在各種條件下嘗試絲氨酸-表面活性型有機(jī)催化劑66a～h催化各種酮與芳香醛的不對(duì)稱(chēng)Aldol反應(yīng),其中催化劑66b表現(xiàn)出良好的催化性能,aldol產(chǎn)物的ee值最高達(dá)到99％,dr值最高達(dá)99:1.我們同樣也進(jìn)行了催化荊的回收研究和放大

7、應(yīng)用研究。我們還在各種條件下嘗試半胱氨酸-表面活性型有機(jī)催化劑67a～f催化各種酮與芳香醛的不對(duì)稱(chēng)anti and syn-Aldol反應(yīng),并對(duì)最佳催化劑67c進(jìn)行了放大反應(yīng)的研究。
　　 通過(guò)本論文的研究,為以后設(shè)計(jì)新的氨基酸類(lèi)有機(jī)小分子催化劑提供了初步的理論依據(jù),也為發(fā)展催化劑的多樣性提供了借鑒。隨著時(shí)間的推移,可以想象在不久的將來(lái),隨著對(duì)有機(jī)催化反應(yīng)的不斷深入研究和有機(jī)催化反應(yīng)的數(shù)目增加,隨著對(duì)資源的合理利用,隨著對(duì)生態(tài)環(huán)