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本论文含两部分工作。第一部分工作是关于[3.3.0]-辛烷骨架的手性二烯配体的设计合成与应用。首先,合成了[3.3.0]-辛烷骨架的手性三取代二烯配体,并将其用于铑催化的芳基硼酸对α,β-不饱和羰基化合物的不对称加成反应中。通过条件筛选,发现碱不影响反应产物的对映选择性,但是影响反应的产率,K3PO4是考察的碱中最优的碱。反应可以在室温条件下顺利发生,对于环状α,β-不饱和羰基化合物反应最高可以取得96%产率和96%ee值。而对于开链状α,β-不饱和羰基化合物反应取得了较低的产率和ee值。
接着,我们又利用进一步发展的双环[3.3.0]-辛烷骨架的手性二取代的二烯配体,再次用于铑催化的芳基硼酸对α,β-不饱和羰基化合物的不对称加成反应研究。结果发现这类配体具有更高的反应活性(可以在最低0.5%催化剂量或者-10℃低温条件下完成反应),并且上述配体具有一定水溶性,可以实现水相体系中的不对称催化反应。以水为溶剂,我们考察了不同芳基硼酸对α,β-不饱和羰基化合物的加成,发现不饱和羰基底物与芳基硼酸之间存在结构互补现象,即对于环状底物,小位阻的对位取代芳基硼酸取得高ee值,而对于开链状底物,大位阻的邻位取代芳基硼酸取得高ee值。反应可以最高取得98%产率和98%ee值。
另外,我们还合成了两类手性二烯与金属铑的络合物,并通过单晶X—ray衍射实验,确定了相应的烯铑络合物结构。通过对结构的分析,我们发现双环[3.3.0]-辛烷骨架的手性二烯配体具有独特的结构特点。不管是在自由配体还是烯铑络合物中,二烯分子中两个双键并不平行,两类烯铑络合物中的双键夹角都是目前报道的手性二烯配体中最大的。
本论文的第二部分工作是关于二碘化钐促进的不对称反应研究。我们首先考察了不同反应条件下,采用氘水作为质子源,二碘化钐还原二芳基酮结构底物合成氘代苯酞的反应,可以以最高98%的产率和>90%的氘代率得到氘代苯酞。这表明在适当条件下,二碘化钐还原羰基底物合成苯酞是可行的,而且还原所需的氢可以由添加质子源控制。随后,我们采用手性质子源进行不对称反应研究,发现以手性BINOL为质子源,一定条件下可以取得稳定的不对称反应结果。虽然产物ee值最高只能达到50%,但是初步实现了二碘化钐促进的不对称羰基还原合成手性苯酞的实验设想。