双功能化手性相转移催化剂的合成及其在不对称反应中的应用

双功能化手性相转移催化剂的合成及其在不对称反应中的应用本论文基于金鸡纳碱骨架合成了三类新型的双功能化相转移催化剂和部分

文献已知的催化剂,并将这些催化剂应用于β-羰基酯的不对称氟代和nitroMannich反应中去。具体分为以下三部分内容。

(1)合成了首例以金鸡纳碱、氨基酸和反式环己二胺为手性骨架含有方酰胺的季铵盐类相转移催化剂,并将这些催化剂应用于β-羰基酯的不对称氟代反应,其中,金鸡纳碱衍生的催化剂显示出了最好的催化效果,所得产物具有很高的收

率以及中等到良好的对映选择性(56-76%ee)。控制实验证明了方酰胺部分和季铵化部分对反应取得中等到良好的对映选择性都是很重要的,表明该催化体系是双功能化催化体系。

(2)从金鸡纳碱和手性氨基醇出发合成了首例的含有多重氢键给体的季铵盐类相转移催化剂。其中奎宁、L-苯甘氨醇组合和奎尼丁、D-苯甘氨醇组合衍生的催化剂在α-氨基砜的不对称nitro-Mannich反应中显示出非常高效的催化性能。

我们发现这两种催化剂在催化反应中都给出了很广的底物范围,另外也证明了引入多重氢键可以减少金鸡纳碱假对映异构的不利影响,两种对映体都可以以很高的对映选择性和非对映选择性获得(90-99%ee,13:1-99:1 dr)。控制实验证明该催化剂中多重氢键部分和季铵化部分对反应取得高的选择性都是非常重要的,表明该催化体系是双功能化催化体系。

(3)合成了4个已知的奎宁衍生的相转移催化剂,合成了7个新型的含有脲基团的相转移催化剂和1个含有硫脲基团的相转移催化剂。从2-巯基吡啶出发经

两步反应合成了吡啶-2-亚磺酰胺,从甲基取代的2-溴吡啶出发经三步反应合成

了另外四个甲基取代的吡啶-2-亚磺酰胺,从2-氯喹啉出发经三步反应合成了喹

啉-2-亚磺酰胺,使用这六个新颖的亚磺酰胺和苯乙酮先缩合后氧化合成了六个新型的酮亚胺底物。

我们分别考察了这六个底物在nitro-Mannich反应中的效果,通过控制实验条件,发现6-甲基-2-巯基吡啶衍生的酮亚胺底物为最优底物,之后对该反应进行了一系列条件的优化,详细考察了催化剂,碱,浓度,温度和溶剂。在催化剂的优化过程中发现催化剂中的脲氢键给体和季铵化部分对于反应获得高的对映选择性都是至关重要的,表明该催化体系是双功能化催化体系。

发现带有硫脲基团的催化剂和相应的带有脲基团的催化剂相比可以给出更好的催化效果,反应在-30℃下反应48 h,可以取得95%的收率和93%的ee值。