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有机小分子催化剂是指在低的化学计量下用来催化有机反应的一类催化剂。将其应用于不对称合成反应,是连接金属有机催化和酶催化的桥梁。近年来,不含金属的低分子量手性吡咯烷类有机小分子催化的不对称合成反应得到了突飞猛进的发展,成为一个新兴的不对称催化领域研究热点。
作为世界上销量最大的香料之一,薄荷醇被广泛用于食品工业、日用精细化工和医药卫生等方面。历史上,薄荷醇大多都是从植物中提取的,随着社会的发展,天然薄荷醇不能满足人们日益增长的消费需求。因此,开展薄荷醇的合成研究具有较高的研究价值和较好的经济前景。
本文分别以(R)-脯氨酸和(2R,4R)-4-羟基脯氨酸为起始原料,先通过酯化反应得到两种脯氨酸酯1a和1b,再分别与溴化芳基镁类格氏试剂反应生成噁唑烷酮类化合物2a-d,该类有机物在氢气气氛中、钯催化剂作用下发生还原反应获得有机胺小分子产物3a-d。将中间体2d分别与异氰酸乙酯和二碳酸二叔丁基酯发生亲核取代反应获得中间体2e和2f,同样经还原最终获得有机胺小分子催化剂3e和3f。同时将系列手性吡咯烷分子应用于催化柠檬醛的不对称氢化反应中,探讨了吡咯烷有机催化剂及其用量、钯催化剂用量、反应温度和溶剂等因素对该反应的影响,并以较高的产率和良好的对映选择性得到了右旋香茅醛,进而最终完成了左旋薄荷醇的合成。
所合成的手性吡咯烷类有机小分子催化剂及中间体,均通过了IR,1H NMR,13C NMR和MS的分析测定及结构表征。