有机小分子催化的不对称迈克尔加成反应研究

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摘要近些年来，有机小分子催化剂因其具有原料廉价易得、反应条件温和、稳定性好、对环境友好、反应选择性高且适应性广等优点成为了不对称合成领域的热点。在众多不对称加成反应中，不对称Michael加成反应是有机合成中构建碳-碳键的重要反应之一，是合成各类重要的手性化合物和药物中间体的有效手段。本文报道了从L-脯氨酸出发，经过酯化保护、格式反应、叠氮化反应以及还原反应，最终设计合成了具有多氢键供体的手性二胺催化剂，51947

于此同时我们进一步考察了该催化剂在硝基烯烃和环己酮的不对称Michael加成反应中的催化性能。结果表明，在最优条件下产物的分离产率以及立体选择性很好，最高可以达到95%的分离产率，>20:1的dr值以及98%的ee值。

Abstract In recent years, small organic molecular catalysts for its raw materials cheap, mild reaction conditions, stable, environmentally friendly, and high reaction selectivity and wide adaptability have become a hotspot of asymmetric synthesis. Many in the asymmetric addition reactions, asymmetric Michael addition reactions in organic synthesis is built one of the most important reaction of carbon-carbon bond, and it also is the synthesis of Chiral compounds of various important and effective means of drug intermediates. A L-proline based chiral diamine organocatalyst with hydrogen-bond donation functionalities was designed and synthesized through several simple chemical transformations, further application of this catalyst in asymmetric Michael addition reaction of cyclohexanone with nitroolefins were also carried out. The desired Michael adducts could be obtained with good yields (up to 95%) and excellent stereoselectivities (dr: >20:1; ee: up to 98%) under optimized conditions.

毕业论文关键词：L-脯氨酸；手性二胺；有机小分子催化；不对称合成；迈克尔加成

Key words: L-proline; chiral diamine; organocatalysis; asymmetric synthesis; Michael addition

一、引言 5

1.1 不对称Michael加成和有机小分子催化剂 5

1.2脯氨酸及其类似物 6

1.3手性咪唑啉衍生物 7

1.4手性硫脲 8

1.5 金鸡纳碱及其衍生物 9

1.6 手性磷酸 10

1.7手性胍 10

1.8 本研究课题的意义 11

二、实验部分 12

2.1 主要仪器 12

2.2 催化剂的制备 12

2.2.1化合物(S)-3的制备 12

2.2.2化合物(S)-4的制备[34] 13

2.2.3化合物(S)-5的制备 14

2.2.4化合物(S)-6的制备 14

2.2.5化合物(S)-7的制备 15

2.3 (S)-7催化的环己酮与硝基烯烃的迈克尔加成反应 15

三、结果与讨论 19

3.1反应条件的优化 19

3.2化合物的合成 20

致谢 24

参考文献 25

一、引言

1.1 不对称Michael加成和有机小分子催化剂

手性是自然界的本质属性之一，例如在生命体中，蛋白质、多糖、核酸和酶等都是重要的手性生物功能性化合物。不对称合成是构建手性最重要、最有效的方法之一，而有机金属催化和有机小分子催化则是不对称合成中的两个主要途径。自2000年List和MacMillan分别报道了手性有机小分子催化剂催化下的不对称aldol反应[1]和Diels-Alder反应[2]以来，有机小分子催化在极短的时间内就得到了全球机化学家们的广泛关注，并且取得了飞速的发展。