由1,2-二胺衍生的手性催化剂的设计、合成及应用

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有机小分子催化的不对称反应在本世纪蓬勃发展,取得了令人满意的成果。但是近些年来,用于催化不对称合成碳-碳键和碳-杂键的手性胺催化剂大都是由L-脯氨酸衍生的,相对而言,有关其他类型的胺类催化剂报道较少。在本文中,我们以(1R,2R)-1,2-环己二胺和(1S,2S)-1,2-二苯基二胺为基本骨架,合成了一系列催化剂,并将它们应用到不对称Aldol反应和Biginelli反应中,取得了较为理想的结果。   首先,我们使用商业上容易获得的、没有经过任何修饰的(1R,2R)-1,2-环己二胺催化了环己酮与对硝基苯甲醛的不对称Aldol反应。经过一系列溶剂和辅助催化剂的筛选,得到了反应的最优条件:在异丙醇中,使用10 mol%的环己二胺和10 mol%的TFA催化脂肪环酮、脂肪链酮、脂肪醛与芳香醛和杂环芳香醛的反应,可以获得中等至较好的收率(32-99%)、对映选择性(32->99%)和非对映选择性(1:1-99:1)。我们根据产物的构型和催化剂的结构特点,提出了反应可能的过渡态。   然后,我们以(1R,2R)-1,2-环己二胺作为手性源原料合成了5种双官能团催化剂,用于研究各种脂肪酮与芳香醛的不对称Aldol反应。依次经过催化剂、溶剂和辅助催化剂的筛选获得了最高>99%的收率、99:1的dr值和94%的ee值。我们通过设计不同结构的催化剂及条件实验找到了反应的手性控制点,发现此反应仍然是经典的仲胺催化。   最后,我们将以(1R,2R)-1,2-环己二胺和(1S,2S)-1,2-二苯基二胺为基本骨架合成的六种伯胺催化剂用于不对称Biginelli反应的研究中。经过一系列条件的筛选,我们发现催化剂1(由环己二胺与2-吡啶甲酸合成)的效果最好,在催化各种芳香醛、脲和乙酰乙酸乙酯的三组分一锅法反应时可以获得中等至较高的收率(42-91%)和较好的对映选择性(76->99%)。值得一提的是,此方法操作简便,生成的产物不用通过柱层析的方法分离。
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