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Henry反应是有机合成中一类重要的形成碳碳键的反应,其反应产物β-硝基醇,是重要的有机合成中间体,可以进一步转化为氨基醇、羧酸等具有生物活性的物质。尽管近年来在不对称Henry反应的研究中已经取得了许多重要的成果,但是仍然有些不足,如催化剂的配体结构复杂,合成困难;底物适用性有限制;对于催化剂在放大反应中的使用情况及催化剂回收利用研究较少。 本论文首先设计并合成了三个系列共62个新的(1R,2R)-环己二胺衍生物配体,研究了其与金属配位后在不对称Henry反应中的应用。三个系列配体包括(1) N1,N2-二同烷基(1R,2R)-环己二胺(4个);(2) N1-取代(1R,2R)-环己二胺,包括N1-芳甲基取代(1R,2R)-环己二胺(20个),N1-烷基取代(1R,2R)-环己二胺(21个);(3)N1-烷基,N2-芳甲基(1R,2R)-环己二胺(17个)。通过元素分析、红外、高分辨率质谱和核磁等对化合物进行了结构表征。 研究了三个系列(1R,2R)-环己二胺衍生物配体与铜(Ⅱ)配位后在不对称Henry反应中的应用。首先研究了N1,N2-二同烷基(1R,2R)-环己二胺在苯甲醛与硝基甲烷的Henry反应中的应用,在配体(12 mol%)与Cu(OAc)2·H2O(10 mol%)配位后,以异丙醇为溶剂,助催化剂为二异丙基乙基胺(7.7 mol%),-20℃下反应24 h,配体取代基为环己基时(3b)产物β-硝基醇收率为97%,ee值为80%。对N1-取代(1R,2R)-环己二胺,当取代基为芳甲基时,催化苯甲醛与硝基甲烷的反应,产物ee值最高为82%(收率92%,取代基为4-甲氧基苄基,4e);当取代基为烷基时,产物ee值最高为89%(收率99%,取代基为4-甲基-2-戊基,5j),对反应条件优化后,最高ee值为93%,进一步研究了该配体催化各种醛与硝基烷烃的不对称Henry反应,该配体具有良好的底物适用性,其中产物非对映选择性最高为83∶17(anti/syn)。对于N1-烷基,N2-芳甲基(1R,2R)-环己二胺,催化苯甲醛与硝基甲烷的反应,产物ee值最高为96%(收率99%,取代基分别为4-甲基-2-戊基、4-氯苄基,6g),进一步研究了该配体催化各种醛与硝基烷烃的不对称Henry反应,该配体同样具有良好的底物适用性,其中产物非对映选择性最高为90∶10(anti/syn)。 当反应物放大到克级的情况下,5j-Cu(OAc)2催化苯甲醛与硝基甲烷的不对称Henry反应产物收率为96%,ee值为93%;对于6g-Cu(OAc)2,产物收率为91%,ee值为93%。此外,还研究了两个催化体系的回收及重复使用性,当催化剂重复使用三次时,产物收率仍不低于91%,ee值不低于90%。推测了反应的可能的机理,指出了反应可能的中间态。进一步分别研究了5j-Cu(OAc)2和6g-Cu(OAc)2在(S)-(+)-denopamine中间体合成中的应用,以高的收率和高ee值得到了目标产物。