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本文围绕[2.2]对环芳烷类骨架的手性化合物,设计并合成了一些具有应用潜力的环芳烷骨架手性配体,尤其是柔性骨架类型的配体。此外,对于手性环芳烷作为辅基参与的thio-Claisen重排反应,也对其进行了研究和完善,使之成为一种有潜在应用的方法。本文的另一部分工作是利用变温核磁实验研究了环芳烷取代酰胺类化合物的构象转换现象。
一、手性含硫配体的设计合成及应用研究
设计并合成了含有手性亚砜官能团的4,12-二取代手性膦.亚砜和硫醚.亚砜类配体。通过亚砜官能团的还原,还可以得到相应的硫醚配体。使用手性环钯络合物对4-溴-12-二苯基膦基[2.2]对环芳烷进行拆分,利用这种手性原料合成了不同硫取代的膦-硫醚配体。这些含硫配体在不对称烯丙基化反应中最高仅取得48%ee,在不对称氢化中可取的85%ee。
二、柔性骨架氮膦配体的设计合成及应用研究
在环芳烷的刚性骨架结构中引入柔性因素,设计了一类氮膦配体,以吡啶或喹啉为含氮配位官能团。这类配体在钯催化的烯丙基烷基化反应中表现出优秀的活性和选择性(99%,97%ee)。对反应结果的分析充分证明了苄位取代基所起的关键作用,它的引入使得配体结构的刚性因素增加,控制了中间体的构象。但是将此类配体用于其它钯催化,铜催化的不对称反应的尝试还没有获得很好结果的成功实例。
三、双羟基[2.2]对环芳烷化合物及其衍生的单膦配体的合成及应用
从延伸碳链的角度出发,经过几次失败的尝试,找到一种双酚羟基化合物,可以顺利的得到氨基亚磷酸酯配体。这类配体在铜催化的对α-β不饱和酮的共轭加成反应中得到应用,对于非环状底物,取得了很好的结果(99%,95%ee),底物适用性也非常广泛。在不对称氢化反应中,这种配体并不能取得很好的效果,最高仅能得到72%ee。对于通常许多氨基亚磷酸酯类配体可以催化的反应这种配体却往往没有促进效果。
四、氨基[2.2]对环芳烷为辅基的不对称thio—Claisen重排
4-(N-甲基氨基)[2.2]对环芳烷为辅基的不对称thio-Claisen重排反应对于芳基烯丙基溴底物有着优秀的选择性(up to98%de)。以醇的形式得到了辅基切除的产物,产物2-甲基-3-芳基取代的手性醇的光学纯度可以达到96%ee,这使其可能成为一种有用的手性砌块。辅基结构也进行了改造,在研究了4-(N-苯基氨基)[2.2]对环芳烷衍生的相应辅基之后,发现N上过大的取代基虽然有利于辅基的切断,但是并不利于进行thio-Claisen重排。
五、N-芳基-N-[2.2]-对环芳烷基酰胺化合物的NMR研究
通过变温核磁的手段,详细研究了N-芳基取代的环芳烷酰胺化合物构象变换的规律,并提出了其可能的构象结构。这类化合物与常见的酰胺不同,其C-N键旋转能垒较低。对相应的硫酰胺类化合物也进行了研究。硫酰胺的构象转换能垒高于相应的酰胺,在温度升高的状态下,核磁上也可以观测到相应的信号。