Salen-Co<'Ⅲ>催化剂的制备及其动力学拆分的研究与应用

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Salen-金属络合物作为催化剂其价值逐渐被人们揭示,特别是最近十几年来无论是在不对称的催化中,还是在天然产物的合成中都有了迅速的发展和广泛的研究.在众多的Salen-金属络合物中,Salen-CoⅢ催化剂直到最近几年才成为研究的热门.因其制备简单,催化活性高,而广受人们的青睐. 本论文研究了手性Salen-CoⅢ催化剂的制备,并用该催化剂动力学拆分末端的环氧化合物:以水作亲核试剂,动力学拆分外消旋的环氧氯丙烷,以拆分得到的(S)-环氧氯丙烷和(R)-3-氯-1,2丙二醇为原料,合成了手性化合物(S)-和(R)-丙叉甘油醇、(S)-和(R)-美索巴莫;以邻苯二甲酰亚胺作亲核试剂,动力学拆分外消旋末端的环氧化合物。 本文首先以2,4-二叔丁基苯酚与六次甲基四胺反应得到3,5-二叔丁基水杨醛;用具有光学活性的L-(+)-酒石酸拆分外消旋的1,2-二氨基环己烷,得到(R,R)-1,2-二氨基环己烷的酒石酸盐;在碱性条件下与3,5-二叔丁基水杨醛缩合得到配体;再和四水合乙酸钴络合,生成(R,R)-Salon-CoⅡ络合物;最后在乙酸存在的条件下,用空气氧化得到手性Salen-CoⅢ催化剂。 本文以自制的手性Salen-CoⅢ催化剂水解动力学拆分外消旋的环氧氯丙烷,考察了反应温度、反应时间及水用量对HKR反应的影响,确定了最佳反应条件:反应温度为25℃、反应时间为40h、水用量为外消旋环氧氯丙烷的0.55倍摩尔、催化剂用量为外消旋环氧氯丙烷的0.1mol%可以得到高光学纯度的(S)-环氧氯丙烷;反应时间为30h、水用量为外消旋环氧氯丙烷的0.45倍摩尔、催化剂用量为外消旋环氧氯丙烷的0.1mol%时可以得到高光学纯度的(R)-3-氯-1,2丙二醇。 本文以自制的手性(S)-环氧氯丙烷为原料,通过水解、与丙酮缩合、取代、醇解得到(S)-丙叉甘油醇,总收率为59.4%;以自制的(R)-3-氯-1,2-丙二醇为原料代替(S)-环氧氯丙烷,合成得到(R)-丙叉甘油醇,总收率为62.5%。(S)-与(R)-丙叉甘油醇是许多手性药物的关键中间体,它的合成路线的改进对工业化生产有着实际的指导意义。 本文以自制的(S)-环氧氯丙烷为原料,水解得到(S)-3-氯-1,2-丙二醇,然后与愈创木酚反应得到愈创甘油醚,再与二氯亚砜反应生成环状的亚硫酸酯,最后异丙胺开环得到高光学纯度的(S)-美索巴莫,总收率为52%;以(R)-3-氯-1,2-丙二醇为原料合成得到高光学纯度的(R)-美索巴莫,总收率为64%。 本文首次以邻苯二甲酰亚胺作亲核试剂,手性Salen-CoⅢ作催化剂,动力学拆分一系列外消旋末端的环氧化合物,考察了反应温度、邻苯二甲酰亚胺的用量以及催化剂对拆分反应的影响,确定了最佳反应条件:反应温度为0℃、邻苯二甲酰亚胺用量为外消旋环氧化合物的0.55eq.、催化剂用量为外消旋环氧氯丙烷的0.025倍eq.反应,可以得到一系列高光学纯度末端的(S)-环氧化合物和中等光学纯度的N-保护的胺醇。本方法经文献检索,目前尚无文献报道。 上述所涉及的目标产物及中间体化合物的分析谱图(IR、NMR、MS等)均符合各物质的结构特征。
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