【摘 要】
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手性硼酸酯是一类重要的化合物,因为其能发生一系列立体专一性的转化得到官能团化的手性化合物。因此发展有效方法来制备手性有机硼酸酯一直是有机化学领域研究的热点。过渡金属催化的烯烃不对称硼氢化是高效合成手性烷基硼酸酯的方法之一,但已有的研究大多集中于含配位基团的富电子烯烃以及苯乙烯类化合物的不对称硼氢化,而贫电子烯烃的不对称硼氢化目前研究相对较少。该类反应的难点在于共轭还原产物的竞争。如α,β-不饱和羰
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手性硼酸酯是一类重要的化合物,因为其能发生一系列立体专一性的转化得到官能团化的手性化合物。因此发展有效方法来制备手性有机硼酸酯一直是有机化学领域研究的热点。过渡金属催化的烯烃不对称硼氢化是高效合成手性烷基硼酸酯的方法之一,但已有的研究大多集中于含配位基团的富电子烯烃以及苯乙烯类化合物的不对称硼氢化,而贫电子烯烃的不对称硼氢化目前研究相对较少。该类反应的难点在于共轭还原产物的竞争。如α,β-不饱和羰基化合物的硼氢化,根据反应过程中电子性质的需求,会得到α硼化的产物,并且α硼化的产物一般会进一步水解得到共轭还原的产物,因此该类反应并不能得到相应的β位硼化产物。因此贫电子烯烃不对称硼氢化反应过程中的区域选择性以及立体选择性的控制是一个有待解决的问题。针对这一问题,本论文系统地研究了α,β-不饱和酰胺的不对称硼氢化反应。我们通过对配体和催化剂的设计和调控,利用酰胺作为配位辅助基团,实现了贫电子烯烃的不对称反向硼氢化,成功实现了二级手性硼酸酯的立体多样性合成和三级手性烷基硼酸酯的制备。本论文分以下两部分展开。(1)通过反向硼氢化实现了二级手性硼酸酯的立体多样性合成(第2章):我们发展了一种基于金属阳离子铑的催化体系,实现了α,β-不饱和酰胺的不对称反向硼氢化,以高区域选择性和立体选择性得到羰基β位硼化产物,同时构建连续手性中心。此外,通过选择合适的底物几何构型(E或Z)和配体对映体构型(R或S),可以分别得到四种立体异构体的任何一个。DFT计算研究表明,Jo SPO配体对硼氢化过程的区域选择性和立体选择性有着显著影响。(2)通过反向硼氢化构建手性三级烷基硼酸酯(第3章):基于第2章的研究工作,我们进一步发展了阳离子铑作为催化剂和DIOP配体作为手性配体的反应体系,实现了β,β-二取代α,β-不饱和酰胺的不对称反向硼氢化反应,成功构建了一系列三级手性烷基硼酸酯。本论文的研究表明,通过配体和金属催化剂的合理调控和设计,可以实现含配位基团的贫电子烯烃的不对称反向硼氢化反应。最终能够以高区域选择性和立体选择性分别获得连续含有两个手性中心以及季碳中心的手性烷基硼酸酯。这些研究为发展新的催化体系、高效构建手性烷基硼酸酯提供了新的思路。
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