聚苯乙烯纳米微球负载多功能有机催化剂的制备及其在不对称串联反应中的应用

摘要

近年来，不对称有机催化在合成医药中间体、天然产物和生物活性分子等方面显现出卓越的催化性能。二芳基脯氨醇硅醚催化剂（J rgensen-Hayashi催化剂）由于其在Michael/Aldol、Michael/Henry、Michael/ Michael等不对称反应中的高反应活性和高立体选择性而成为不对称有机催化的明星催化剂。然而，由于J rgensen-Hayashi催化剂在催化反应中存在加入量大（10-30 mol%）、大都需要等摩尔量外加酸作为助催化剂，反应结束后催化剂难以分离、回收并重复使用等弊端。基于绿色化学的理念，J rgensen-Hayashi催化剂及其助催化剂的负载回收策略受到越来越多的关注。
　　本文以Boc-L-脯氨酸为原料，经甲基化和亲核加成等反应合成α,α-二苯乙烯基脯氨醇Pro和α,α-二苯乙烯基脯氨醇三甲基硅醚ProTMS（J rgensen–Hayashi催化剂）。采用乳液聚合法将Pro与丙烯酸（AA）和苯乙烯（St）等单体聚合，制备得到纳米聚合物微球Poly(St-co-Pro-co-AA)E，继而用三氟甲磺酸三甲基硅酯（TMSOTf）对聚合物中脯氨醇Pro的羟基进行硅醚化，制备聚苯乙烯纳米微球负载多功能有机催化剂Poly(St-co-ProTMS-co-AA)E，并通过改变不同物质加入量等制备条件调控其形貌和催化性能。用N2吸附-脱附、SEM、IR和元素分析等手段对其结构、形貌和有机催化剂负载量等进行表征。
　　将非均相多功能有机催化剂Poly(St-co-ProTMS-co-AA)E用于肉桂醛和苯并呋喃酮的Michael/Michael/aldol不对称串联反应，以催化性能为参数筛选出最佳的负载多功能催化剂2e4。并用2e4探索了反应的溶剂种类、温度和负载催化剂用量对催化反应的影响，在最佳催化条件下2e4催化不同取代基的α,β-不饱和醛和苯并呋喃酮的不对称Michael/Michael/aldol串联反应表现出与均相催化反应相当的催化活性和对映选择性，反应产物的收率38-75%，ee值95->99%，dr值>19:1。催化反应结束后，通过简单的离心即可回收负载催化剂，使用5次后，催化活性略有降低。
　　将负载催化剂2e4催化α,β-不饱和醛和3-甲基环己烯基亚丙基腈的[4+2]环加成反应，在最佳催化条件下探究了不同α,β-不饱和醛与3-甲基环己烯基亚丙基腈反应的催化性能，取得了较好的效果：76-86%收率，ee值87->99%，dr值>19:1。

目录

声明

第一章 文献综述

1.1 引言

1.2 J?rgensen-Hayashi/有机酸组合催化剂在不对称串联反应中应用

1.3 负载J?rgensen-Hayashi有机催化剂研究进展

1.4 选题目的和意义

第二章 聚苯乙烯纳米微球负载多功能有机催化剂的制备及表征

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 聚苯乙烯纳米微球负载多功能有机催化剂在不对称串联反应中的应用

3.1 实验部分

3.2负载多功能有机催化剂回收利用探究

3.3催化产物表征数据

3.4本章小结

第四章 结论和展望

参考文献

附录I：部分化合物的表征图谱

附录II：硕士期间发表论文

致谢