高分子負載手性催化劑在手性仲醇不對稱合成中的應用.pdf

1、手性是自然界普遍存在的現(xiàn)象。近年來，不對稱催化的發(fā)展使光學活性有機化合物(如手性仲醇)的不對稱合成得到了革命性地發(fā)展。但是，手性配體的昂貴價格和金屬催化劑的重金屬污染一直是不對稱催化反應難以大規(guī)模工業(yè)應用的障礙。因此尋找低流失并可重復使用的手性金屬配合物催化劑，既具有理論研究意義同時又具有工業(yè)應用價值。使用負載手性催化劑可以很好的解決簡化產(chǎn)物分離和手性催化劑回收重復使用的問題，也就符合綠色手性合成化學的發(fā)展趨勢。 本論文將介紹兩

2、方面的工作： 1、高分子負載手性二膦-Ru(Ⅱ)催化劑的合成及其在前手性酮不對稱催化氫化中的應用； 2、高分子負載手性脯氨醇類配體的合成及其在二乙基鋅不對稱加成反應中的應用。 本論文第一部分工作合成了兩種改性的手性二膦配體(NH2-BINAP 53和HO-BIPHEP 61)，然后將這兩種配體通過不同的連接方式負載到不同的高分子載體上，再與釕的化合物配合后得到負載的手性催化劑。手性配體NH2-BINAP 53通過

3、與噴涂在特氟隆薄膜表面的Nation-F進行氨解反應的方式，負載于Nafion高分子骨架上，再與不同類型的釕化合物配合后得到兩種不同電荷類型的負載手性釕催化劑55和56。在不對稱催化氫化β-酮酯類化合物的反應中，該薄膜類負載手性催化劑表現(xiàn)出較好的催化活性和穩(wěn)定性；并且發(fā)現(xiàn)該催化劑的高分子骨架對不同結(jié)構(gòu)的底物的立體選擇性有不同的影響，而高分子載體的電荷效應對不同電荷形式的手性釕催化劑的立體選擇性有不同的影響。 手性配體HO-BIP

4、HEP 61通過醚鍵和酯鍵的方式，負載于可溶性高分子聚乙二醇單甲醚-2000上，或通過芐醚鍵的方式負載于多聚芐醚枝狀分子上，共得到三種不同的可溶性高分子負載的手性配體63、65和76，再與釕的化合物配合后得到三種不同的負載手性催化劑78、79和80：并考察了三種負載手性催化劑在不對稱催化氫化β-酮酯類化合物反應中的催化效果。 通過比較連接鍵的電子效應和高分子骨架對反應的影響，最終確定負載型手性催化劑MeO-PEG-O-BIPHE

5、P-RuBr2 78具有最好的催化效果，可以在常壓條件下高效地不對稱催化氫化多種β-酮酯類化合物，最高可以得到98％的收率和大于99％的ee值，并且催化劑可以重復使用三次仍然保持較高的對映選擇性。最重要的是該催化劑表現(xiàn)出比非負載的對應催化劑更高的催化活性和相似的立體選擇性。 該負載手性催化劑被應用于Fluoxetine不對稱合成中，以較高產(chǎn)率得到了ee為94％的(S)-Fluoxetine[(S)-93]，反應條件溫和，催化劑可

6、重復使用，不僅節(jié)約了手性配體和金屬化合物的使用，同時降低了重金屬對最終藥物產(chǎn)品的污染，具有良好的經(jīng)濟應用價值。負載型手性配體MeO-PEG-O-BIPHEP 63與釕金屬配合后再與相應的手性二胺DPEN配合，得到了具有更高活性，更佳空氣穩(wěn)定性的負載手性催化劑MeO-PEG-O-BIPHEP-Ru-DPEN 99?？疾炝嗽撠撦d手性催化劑在不對稱催化氫化簡單芳香酮類化合物反應中的催化效果，發(fā)現(xiàn)該催化劑具有很好的催化活性(催化劑用量只需0.1

7、％mol，就可以實現(xiàn)完全轉(zhuǎn)化)，很高的立體選擇性(最高可達96.5％ee)；并且該催化劑具有很好的穩(wěn)定性，可以在空氣中進行后處理，催化劑可以方便地回收重復使用達到5次以上而催化活性沒有明顯降低。 本論文第二部分工作合成了一種手性的脯氨醇衍生物配體113，并將該配體方便高效地負載到兩種不同的高分子載體上(不可溶性的氨甲基化交聯(lián)聚苯乙烯樹脂和可溶性的聚乙二醇單甲醚高分子)，得到兩種高分子負載手性配體125和126。將該兩種負載手性配