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手性配体的设计与合成在过渡金属催化的不对称反应中占据重要地位。虽然迄今为止已经有数以千计的手性配体被合成出来,但仅有为数不多的配体与金属组成的催化剂具有较好的通用性。本论文对手性螺缩酮的催化不对称合成方法进行了改进,并实现了手性芳香螺缩酮骨架双膦配体(SKP)的高效和大量制备。这类手性配体在钯催化的MBH加合物的不对称烯丙基取代反应中表现出优秀的区域和手性控制能力。我们还将所发展的方法学分别应用于手性杂环内酯和杂环内酰胺骨架的合成,以及手性药物帕罗西汀(Paroxetine)和他喷他多(Tapentadol)的关键中间体的不对称合成中,为这些药物的合成提供了更加高效、简便和经济的途径。 一、手性芳香螺缩酮化合物的实用合成及相应骨架手性双膦配体(SKP)的大量制备 我们从苄基保护的α,α-二(2-羟基亚芳基)酮出发,对手性芳香螺缩酮化合物的合成方法进行了改进。该方法具有优秀的非对映(trans/cis=81/19 to96/4)和对映选择性(97->99% ee),底物更加易于制备和纯化,而且催化剂用量较低,为手性芳香螺缩酮化合物的合成提供了一条方便怏捷的途径。我们将光学纯双氟取代的芳香螺缩酮化合物应用于手性双膦配体的大量合成中,无需Pd催化的C-P键形成过程,即可方便地得到数十克级的光学纯手性双膦配体SKP。 二、SKP/Pd催化的烯丙基硼酸频哪醇酯对MBH加合物的不对称烯丙基取代反应 手性芳香螺缩酮骨架双膦配体(SKP)被成功地应用于烯丙基硼酸频哪醇酯对MBH加合物的不对称烯丙基取代反应中。反应以较高的产率(64-96%)及优秀的区域(up to94/6)和对映选择性(95-99% ee)得到光学活性的1,5-二烯化合物78a-n。在此方法学的基础上,从1,5-二烯化合物出发,利用高碘试剂作用下的氧化环化反应,构建了一系列结构新颖的杂环桥环化合物,这些结构存在于多种天然产物和药物中。我们还将该不对称烯丙基-烯丙基化反应成功应用于抗抑郁症药物帕罗西汀的形式合成中。 三、SKP/Pd催化的双频哪醇硼基甲烷对MBH加合物的不对称烯丙基取代反应 我们采用双频哪醇硼基甲烷作为亲核试剂,在SKP/Pd催化下,实现了其对MBH加合物的不对称烯丙基取代反应,以优秀的区域(B/L=80/20-95/5)和对映选择性(up to97% ee)得到了一系列光学活性的烷基硼类化合物。在此方法学的基础上,我们发展了一条止痛药物他喷他多的新合成路线。 四、SKP/Pd催化的MBH加合物的烯丙基胺化反应 作为β-氨基酸的类似物以及生物电子等排体(bioisosters),光学纯的β-氨基膦酸及其衍生物是很多具有生理活性的化合物的重要组成部分。我们采用苯甲醛与乙烯基膦酸酯的MBH加合物作为底物,在SKP/Pd催化下,以优秀的区域(upto>98/2)和对映选择性(94->99% ee),得到了一系列光学纯β-氨基膦酸衍生物,产物中具有丰富的官能团,为β-氨基膦酸的进一步衍生化提供了可能性。