手性相转移催化剂在Michael加成反应中的应用研究进展

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C C C 33 OO ( H )
C O (H ) O C C 33
基 于多官 能 团协 同催 化 的 概 念 , 研究 人 员 开
技术早已引起有机化学工作者 的极大兴趣 , 它已 成功 地 用 于 不 对 称 烷 基 化 反 应 、 对 称 Mi al 不 c e h 加成 反应 、 对称 环氧化 反 应 、 不 不对 称 Manc ni h反 应等 -j 3。
Mi al 成 是 一 类 重 要 的 有 机 化 学 反 应 。 c e加 h
( 岛科技大学化工学 院 , 青 青岛 264 ) 602 [ 摘 要 ] 一些 手性 Mcal i e 加成 产物 是 医药、 药 、 h 农 香料 的重要 产 品或 其 中间体 。因此 ,
Mca1l i e/ h ]成产物 的不对称催化合成一直是有 机化学 领域 的热点课题 。综述 了手 性相转 移催化剂 l
和对 映选 择性 均 高达 9 % 以上 [ 。 0 1。 。
+ C



NO2



P C 3ArR 35( 6 52C H3 T 一( = = , C H )一 6 ) 一

/ C 0c ( H3 O Hc ) 2
c。
/ J
占 c凹) 。 ; 。 2
COOC2 H5 COOC2 H5
由金鸡 纳 碱 衍 生 的手 性 季 铵盐 ( T P C一1其 用 量 , 为摩 尔分 数 , 同) 下 催化 烯 胺 ( 苯酮 亚 胺 甘 氨酸 二
具有很好的催化效果 , 所得光学活性产物的收率 均 大 于 8 % , 映 选 择 性 均 在 7 % 以 上 。 5 对 5 Lg 等的研究结果还表明, yo 在用类 似的相转移催
在不对称 Mihe加成反应 中的应用研究进展 。 c al
[ 关键词 】 Mi al c e 加成 h
手性相转移催化
不对称催化
不对称催化合成一直是有机化学领域的热点 研究课题 。通过手性相转移催化, 不仅可以显著 加速液 一 固 一固、 一 一 液、 固 固 液和固 一 一 液 液等
用 类似 的催 化 剂 P C一2 T b催 化 2萘 .一 一 1基 一
晤唑 啉4一 酸 叔 丁酯 与 丙烯 酸 乙 酯 的 M c al 羧 ihe 加 成 反应 ¨ P C一2 ,T c催 化 一酮 酸酯 ( 2 环 戊 如

r= 一 A A 苯 基 :A l苯 基 A e 2 噻 吩 基 r= r= r=
加成反应 , 在立体控制方面相当困难。Wag n 等开 发了一种新型的由吗啉衍生的手性相转移催化剂
CF3
CF 3
(T 4 , P C- ) 可用来有效控制这一反应的立体选择 性 , 得 产物具 有很 高 的光学 纯度 所 引。








ADVAN S I F NE E OC EM I AL CE N I P TR H C S
酮 甲酸酯 ) 与 ,一 不饱 和羰基化合物 ( 甲基 乙 如 烯 基 酮 、 烯 醛 )的 Mcal加 成 反 应 0,] 丙 ihe 23, t
P C一 d 化 硝基 烷 烃 与 环 己烯 酮 的 Mcal T 2催 i e 加 h 成反应 ¨ 都 获 得 了非 常 高 的 收d:Ar F t
CF1
c:
了 K H和烷 氧基 钾 的非 选择 性催 化作 用 。 O
F F
用类 似 的相 转移 催 化剂催 化 查尔 酮 ( hl ca — cn ) 环戊 烯 酮衍 生 物 与 丙二 酸 酯 或 苯 乙酮 的 oe或
不 对称 Mi al 成 反 应 , 都 获 得 了很 好 的 结 c e加 h 也

( 6 52 C H )C
cc )+ ̄ " N r o %) ( ) C r d o c c(H3 + c


C C ̄ 7 H2 2 ,一 8℃
些具有手性 的 Mcal i e加成产物是 医药 、 h 农药 、 香料的重要产品或其 中间体。因此 , 通过手性相


( dt c 5
性 。P C一 a b C d的结 构式 为 : T 2 , ,,
F 3
a Ar : t
A l2 噻 吩基 A 2苯 基 r= 一 t=

研 究还 发 现 , 该催 化 剂 中 的羟 基 显 著 影 响 反
应 的选择性 , 若不含羟基 , 选择性 明显下降 , 产物 的对映选择 性仅为 1%。该催 化剂对 丙二腈 与 5 查 尔酮衍 生 物 的 M c al 成 反应 也 具 有 良好 的 ih e 加 催 化 效果 - 1 引。 对 一 烷基一一 氰基乙酸酯与炔 酸酯 的 M cal i e h








ADVA NCES I FI ET O N NE P R CHEM I AL C S
第 1 。●7期 l 2卷第 ’ y '。 / , 一u ● J
手 性 相 转移 催化 剂在 Mi al 成 c e加 h 反 应 中的应 用研 究进 展
唐林 生 , 永强 , 李 刘全 美 , 毕风 云
第 1 卷第 7… - 2 ’ 期 ’~ ●。

O Ar - = CF3

P_ 4 l C—
CF3
CF - H 3C6
NC / C OCC ) \ O (H3 3
PTC一 6

十三} c c c ) PC 0% 00 ( H3 T 4 ) 。

3 酒石 酸衍 生 的手性 季铵盐
化 剂 催 化 以 上 反 应 时 , 各 种 酚 , 别 是 用 用 特
246一 甲基酚作助催化剂时, ,, 三 能显著提高反应 的效率。例如, 对烯胺与丙烯酸甲酯的加成反应 , 不加三 甲基酚, 反应 2 , 4h 烯胺转化率小于 1%, 0
收稿 日期 :0 1 5- 6 : 1 —0 2 。 2 作者简介 : 唐林生 , 博士 , 教授 , 事教学 及绿色 精细化工技 从 术及 产 品的 研 究 。
应得以顺利进行 , 而且在催化剂手性 中心的诱导 作用下还可显著提高反应的立体选择性 。与手性 过渡金属配合物相 比, 手性相转移催化剂不仅制 备容易、 廉价 , 而且其催化合成还具有对空气和水 不太敏感等独特的优点 。因此 , 手性相转移催化
8 %, 5 对映选择性 (c , 同) 9% ,T e值 下 为 1 P C一1 回收率可达 8 % [ 2 引。
Ai 等 采用 由酒 石 酸 衍 生 的手 性 螺 旋 季 铵 rl a 盐 相转移 催化 剂 ( T 8 催化类 似 的 Mcal P C一 ) ihe 加
P C 5I - %) T -(O 3 3 丁烯- - 一 2 酮
碱, 甲苯
成 反应 , 同样 获得 了 良好 效果


P C一1对 烯 胺 与 各种 缺 电 子 烯 烃 ( 丙 烯 T 如 酸 烷基酯 、 烯酮 等 ) 的不 对 称 Mi al 成反 应 均 c e加 h
由金鸡纳碱衍生的手性季铵盐是最早获得应 用的一类手性相转移催化剂。由于原料易得 , 制 备简单 , 易于进行结构修饰 , 这类相转移催化剂从 问世以来就一直受到 了研究者的广泛重视 。它对 许多不对称反应都具有 良好 的催化效果 , 特别是 含有 Ⅳ一 蒽甲基的金鸡纳碱衍生物催化 的不对称 反应具有很高 的对 映选 择性。例 如,hn Z ag等用
H\ 3 c  ̄ C3 / H c 7/ N - 3\ o ≤ c3 H 厂 H
C3 7 H
/0 \,

CH3 2

。 —

/== 、 _
H3 C
CF 3
\ 。

cH 3
、 “ 一
P TC.a b( : I, : BF 7 , a X=‘b X= 4 )
2 1 年 7月 0 1
唐林生等. 手性相转移催化剂在 Mihe 加成反应 中的应用研究进展 cal

2 5

对 映选 择性 很差 ; 而加 入 摩 尔 分数 为 1% 的三 甲 0
基酚 , 反应 1 , 0h产物的收率和对映选择性分别高
达 9 % 和 9 % 。作 者 认 为 这 是 由于 酚 、 O 和 5 8 K H 季 铵盐 反应 , 就地 形成 了烷 氧基 季 铵碱 , 因而 减少
果 [2 , 。 1 ,9 ,4]
cF,

2 联萘 衍生 的手性 季 铵盐
为了克服 2 个手性联萘基 团给催化剂的改造 带 来 的不 便 , o 等 又 开 发 了一 边 带 有 非 手 性 联 Oi 苯 基 团 的手性 相 转移 催 化 剂 , 过 改 变 苯 环 上 取 通
代 基 的空 间效 应 和 电子 效 应 , 计 出一 系列 性 能 设 优 良的 催 化 剂 。例 如 , P C一3催 化 丙 二 酸 酯 用 T 与查 尔酮衍 生 物 的 Mi al 成反 应 取 得 了 良好 c e加 h 效果 , 所得光学活性产物 的收率均高达 9 %, 9 对 映选择 性均 高达 9 % 以上 ¨ 0 。
转移催化合成手性 M ca 加成产物一直是有机 i e hl 合成 化学 工作 者 感 兴 趣 的研 究课 题 , 取 得 了许 并 多成 果 H 3。本 文综 述 了各 种手 性相 转 移催 化 剂 】 I
在 Mi al 成 反应 中 的应 用研 究 。 c e加 h 1 金鸡 纳碱 衍 生的手 性季铵 盐
采用 由联 萘衍 生 的手 性 季车} ( T ; j P C一5 催 盐 )
化 3苯基氧代吲哚与 3丁烯-一 的 M cal 一 . 2酮 i e 加成 h 反应 , 也取得 了良好结果 。在苯甲酸钾作用下, 所 得光学活性产物的收率高达 9 %以上 , 7 对映选择
性 高达 9 % 以上 。 0
以联萘 为基 本 手 性 单元 合 成 的具 有 C 对 称 轴 的手性 季铵 盐 , 结 构 刚性 、 其 构型 可 以根 据需 要
进行设计 , 其分子平面 的两面具有相同的催化作 用, 因而它们对很多不对称反应都具有很好 的催 化 效果 , 得产 物 的收 率 和立 体 选择性 均很 高 。 所 Le 采用 以 联 萘 为 基 本 手 性 单 元 合 成 的 、 e等 具有 c 对称轴 的手性螺旋季铵盐为相转移催化 : 剂( T 2 ) 催化 硝基烷烃与亚烷基 丙二 酸酯 P C一 a , 的 Mi al 成 反 应 , 得 光 学 活性 产 物 的收 率 c e加 h 所
4 " 5- 0C," h - 6
具有 光学 活性 的酒 石 酸 价廉 易 得 , 羧 基 可 其
NC \ o 0
Rl ’ / 二\

c O C ) o c(H3 3
进一步发生各种反应 , 因而也一直是合成手性相 转移催化剂较理想的起始原料。Si sk 等采用 ha i ba 由酒 石酸衍 生 的 、 有 c 对称 轴 的手 性双季 铵盐 具 : 相转移催化剂( T 7 ) P C一 a 催化二苯酮亚胺甘氨酸 叔 丁 酯与 丙 烯 酸 酯 的 Mcal 成 反 应 , 得 光 ihe 加 所 学活性产物的收率和对映选择性均较高。研究还 发现 , 平衡离子 ( ) x一 对催 化剂的反应 活性有影 响, 平衡离子为 B 的 P C一 b的反应速率明显 T 7 高于平衡离子为 I 的 P C一 a1 0 一 T 7 [,] 9 。 2
叔 丁 酯 ) 丙烯腈 的不对 称 Mi al 成反 应 , 与 c e加 h 用
C 2 1和 5 % N O H C2 0 a H溶 液为反应介质 , 一5 在 5
℃ 下 反 应 1 , 得 光 学 活 性 产 物 的 收 率 为 5h 所
多相反应体系的反应速率 , 使一些难 以实现的反
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