催化不对称合成具有四取代α-碳手性中心的α-氟烷基胺类化合物及相关反应研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:simplyblue
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由于氟的高电负性、氟烷基的高亲脂性以及四取代α-碳手性中心的刚性,具有光学活性的四取代α-碳手性中心的α-氟烷基胺类化合物在药物化学和生命科学具有重要用途。催化不对称合成是获得具有光学活性化合物的高效方法,但通过催化不对称手段合成具有四取代α-碳手性中心的α-氟烷基胺类化合物的方法报道的非常少,原因在于控制四取代α-碳手性中心的立体选择性十分困难。  由于炔和联烯基/炔丙基官能团有丰富的转化方式,因此作者选择通过含氟酮亚胺的催化不对称炔基化或者联烯基化/炔丙基化反应来合成这类化合物。然而在作者开展工作之前,尚无末端炔(或者联烯基/炔丙基亲核试剂)对酮亚胺的催化不对称加成反应的报道;该类反应仍然是催化不对称合成中的一个难点和挑战,其主要困难在于酮亚胺通常反应活性低、面区分性差,并且存在Z/E异构化问题。  本论文各章分别研究了酮亚胺的催化不对称炔基化反应(前三章)、酮亚胺的催化不对称联烯基化和炔丙基化反应(第四章)和α-氨基酸酯的催化不对称亲电三氟甲基化反应(第五章),以此合成具有光学活性的四取代α-碳手性中心的α-氟烷基胺类化合物及其类似物,分章介绍如下:  第一章:研究了末端炔对α-氟烷基酮酯亚胺的催化不对称加成反应,发展了一种Zn/BINOL体系催化的不对称合成具有四取代α-碳手性中心的α-氟烷基α-氨基酸的高效方法(产率多数在90%以上,ee值89%-99.5%)。该法首次实现了末端炔对酮亚胺的催化不对称加成,为进一步研究该类反应奠定了基础。其次,研究了所得不对称炔基化产物的对映体自区分现象,结果表明这类化合物没有明显的自区分效应。此外,系统地研究了不对称炔基化产物的水解脱羧或环化反应,归纳了其中的规律,提出了机理。最后,利用所发展方法首次实现了具有四取代α-碳手性中心的4-苯基-α-三氟甲基-α-丁氨酸和α-三氟甲基脯氨酸的催化不对称合成,并且对依氟鸟氨酸的催化不对称合成进行了研究。  第二章:通过采用缺电子N-保护基提高亚胺活性、调节BINOL型配体上修饰基团和反应温度,成功实现了Zn/BINOL体系催化的末端炔对α-三氟甲基芳基(或烯基)酮亚胺的催化不对称加成反应(产率91%-99%,除个别底物外 ee值均在84%-93%),发展了一种高效不对称合成具有四取代α-碳手性中心的含三氟甲基炔丙胺类化合物的方法。  第三章:通过采用缺电子N-保护基提高亚胺活性、调节酯基位阻和BINOL型配体上修饰基团,成功实现了Zn/BINOL体系催化的末端炔对α-芳基酮酸酯亚胺的催化不对称加成反应(产率在84-98%,ee值86%-99%),发展了一种高效不对称合成具有炔官能团的α,α-二取代氨基酸的方法。  第四章:在Zn/BINOL催化体系基础上,以联烯基硼为试剂,研究了三氟丙酮酸甲酯亚胺和α-三氟甲基苯基酮亚胺的催化不对称联烯基化和炔丙基化反应,对联烯基产物和炔丙基产物的比例和主产物的产率的调控取得了良好结果,并且取得了一定的对映选择性(40% ee)。  第五章:研究了基于手性紧密离子对的策略下,环状α-氨基酸酯在手性碱和手性相转移催化剂催化下的亲电三氟甲基化反应,希望通过直接不对称引入三氟甲基的方式来合成具有四取代α-碳手性中心的α-三氟甲基-α-氨基酸,但是没有得到目标产物。
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