MacMillan手性胺催化剂在硅胶上的动态固载及其在不对称Diels-Alder反应中的应用研究

摘要

本论文由两部分组成：1)MacMillan手性胺催化剂的合成及其在不对称Diels-Alder反应中构效关系研究；2)MacMillan手性胺催化剂在硅胶上的固载及固载催化剂在不对称Diels-Alder反应中的应用研究。 首先合成了12种经过结构修饰的MacMillan手性胺催化剂，并以环戊二烯和肉桂醛的Diels-Alder反应为模版，考察了不同修饰基团对这类催化剂催化活性和对映选择性的影响。最终筛选出一种具有较高催化活性和对映选择性并适宜固载的手性胺类化合物4c，以10％该催化剂催化环戊二烯和肉桂醛的Diels-Alder反应，加成产物的ee值最高可达到94％(exo)、95％(endo)，并在该催化剂上找到了合适的载体引入位点。 一般均相催化剂固载后，其选择性和活性都会有所下降，我们在对催化剂的活性中心影响尽可能小的位置与均聚氨基酸枝接，然后利用聚氨基酸在硅胶上很好的粘合性，将修饰后的催化剂固载在硅胶上。隔离基团的引入降低了载体对原均相催化剂活性的影响，固载催化剂和均相催化剂的催化活性和对映选择性相当，并实现了固载催化剂的有效循环。以环戊二烯和肉桂醛的Diels-Alder反应为模版，考察了聚氨基酸不同的聚合度对催化剂催化活性的影响。结果表明：均聚氨基酸聚合度=5时，固载催化剂催化效果最好，化学收率92％， ee值可达到92％、94％，催化剂循环八次之后，催化剂活性仅有微小降低；聚合度变大，隔离基团的链长变长，同时反应所需溶剂相应增多，反应速率降低，时间延长，ee值降低。同时，为了考察寡聚氨基酸本身的手性对固载催化剂的催化活性和对映选择性是否有影响，我们分别用D-酪氨酸和L-酪氨酸为起始原料合成了一对对映异构体：化合物10和化合物7。同样条件下将它们固载后用固载催化剂催化环戊二烯和肉桂醛的Diels-Alder反应，两种固载催化剂催化活性相当，证明聚合物本身的手性对固载催化剂的催化活性和对映选择性没有影响。 将寡聚氨基酸修饰的手性胺固载在硅胶上后，实现了催化剂与反应混合物的简单分离和固载催化剂的有效循环利用，获得了一种具有高催化活性、高对映选择性、生物可降解、环境友好、可多次循环使用的手性有机催化剂。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第二章MacMillan手性胺的合成及其在不对称Diels-Alder反应中构效关系研究

一、引言

二、实验结果与讨论

(一)基于氨基酸的手性胺的合成及其在不对称Diels-Alder反应中构效关系

(二)复杂手性胺的合成及其在不对称Diels-Alder反应中构效关系

三、本章小结

第三章寡聚氨基酸修饰的手性胺的固载及固载催化剂在不对称Diels-Alder反应中的应用研究

一、引言

二、结果与讨论

(一)亮氨酸NCA的制备：

(二)手性胺的固载及固载催化剂催化的Diels-Alder反应

(三)固载催化剂催化的Diels-Alder反应

三、本章小结

第四章实验部分

参考文献

致谢