腈的生物转化不对称合成β-氨基酸和β-氨基酰胺

含有腈水合酶和酰胺水解酶的红球菌Rhodococcus erythropolis AJ270能在非常温和的条件下催化一系列β-氨基苯丙腈衍生物的水解反应, 生成相应的β-氨基酸和β-氨基酰胺. 底物结构对生物转化反应的效率及立体选择性影响很大. 3-氨基-3-苯丙腈的生物水解反应显示了较低的立体选择性, 而氮甲基取代衍生物的水解反应则显示了中等立体选择性, 生成相应S构型β-氨基酸和R构型β-氨基酰胺. 氮上大位阻取代基显著降低生物催化效率.     

氨基醇AMP的合成及其催化转化研究进展

氨基醇的高效合成和催化转化是实现氨基醇在医药、农药、新材料、二氧化碳捕集等领域广泛应用的关键。综述了硝基烷烃工艺、氨基酸酯加氢、异丁烯衍生物工艺等合成2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)的方法,结合课题组研究工作,介绍了AMP催化转化合成2-甲基-1,2-丙二胺、四甲基二乙烯三胺、2,2-二甲基氮丙啶等方面的研究工作,指出了AMP高效清洁合成和催化转化今后需重点解决的问题。     

手性氨基酸及其衍生物配体在酮不对称氢转移反应中的应用进展

前手性酮的不对称氢转移反应(ATH)是获得手性醇的重要方法.近年来氨基酸及其衍生物在金属Ru,Rh,Ir催化酮的ATH中的应用引起人们关注.就氨基酸、氨基酸酰胺、氨基酸硫代酰胺、氨基酸羟胺酸、氨基酸酰肼、氨基醇及氨基酸羟基酰胺等为配体的金属络合物在ATH中的催化性能进行了综述.     

苯乙烯一锅法合成氨基醇（英文）

报道了一种在丙酮和水的混合溶液中1,3-二溴-5,5-二甲基海因(DBH)催化烯烃两步一锅法合成氨基醇衍生物的新方法.室温条件下,苯乙烯衍生物首先与DBH反应0.5～2.0 h,然后与胺反应,最终能以64%～88%的收率得到相应的氨基醇.采用该方法以77%的收率完成了β2受体激动剂妥洛特罗克级的一锅法制备.     

二苯基八氢吲哚醇硅醚催化α,β-不饱和醛不对称[3+3]氮杂环化反应合成苯并呋喃衍生物（英文）

二苯基八氢吲哚醇硅醚可高对映选择性催化3-氨基苯并呋喃与α,β-不饱和醛的[3+3]氮杂环化反应,获得高收率(高达93%)、高非对映选择性(dr20∶1)和高对映选择性(86%～99%ee)的苯并呋喃衍生物.该方法可获得克级规模的苯并呋喃衍生物.     

手性氨基二醇的合成及其在二乙基锌对醛不对称加成反应中的应用

手性配体催化的烷基锌试剂对醛的不对称加成反应是合成光学活性二级醇的重要方法 [1] ,1 0多年来 ,人们对其进行了深入的研究 ,并取得了很大进展 .其中大部分工作是设计如β-氨基醇等新的手性配体 .此外 ,文献 [2～ 6]还报道了氨基二醇在这类反应中具有手性诱导效果 .为进一步研究手性配体催化的二乙基锌对醛的不对称加成反应 ,我们合成了新的手性氨基二醇配体 ,并将其用于该反应中 .1　结果与讨论1 .1　手性配体的合成　以 L -脯氨酸甲酯盐酸盐 ( 5 )为原料 ,与溴代乙酸乙酯反应生成 ( L ) - N - ( 2 -乙酰乙氧基 )脯氨酸甲酯 ( 6)反应 ,…     

由氨基酸衍生α-重氮膦酸酯不对称合成β-氨基膦酸酯衍生物反应研究

以(S)-二烷氧基[1-重氮-2-(1,3-二氧化异吲哚酮-2)烷基]膦酸酯为原料,以5%Pd/C为催化剂,冰乙酸为添加剂,在异丙醇中发生氢化还原反应,成功制得(S)-二烷基-[2-(1,3-二氧化异吲哚酮-2)烷基]膦酸酯,即手性β-氨基膦酸酯衍生物.产物通过1H NMR、13C NMR、31P NMR和HRMS进行结构表征,产物的对映选择性ee值为95%,开发了一种以天然氨基酸为原料不对称合成β-氨基膦酸酯衍生物的新方法.     

具分子内氮硼配键的10,9-硼氧杂菲螯合物的合成与性质

10,9-硼氧杂菲的四配位硼化合物很少见报道。我们曾报道10-羟基-10,9-硼氧杂菲与β-二酮反应可生成两种类型的四配位硼化合物。本文将报道10-羟基-10,9-硼氧杂菲与脂肪族β-氨基醇(氨基乙醇、氨基丁醇、羟乙基乙二胺和二甲胺基乙醇)和喹啉的取代衍生物(8-羟基喹啉、5,7-二溴-8-羟基喹啉和喹哪啶酸)反应,得到7种新的10,9-硼氧杂菲含氮衍生物。其合成路线如下:     

一类新型的双β-氨基醇的合成及催化硼烷对芳酮的不对称还原反应

以L-半胱氨酸盐酸盐出发，经与二卤代烷偶联，成酯和格氏反应制得三种双手性β-氨基醇，1,2-双[R-2-氨基-3-羟基-3,3-二苯基丙硫基]乙烷(4a)，1,3-双[R-2-氨基-3-羟基-3,3-二苯基丙硫基]丙烷(4b)，1,4-双[R-2-氨基-3-羟基-3,3-二苯基丙硫基]丁烷(4c)。将此类双手性β-氨基醇与硼烷在THF溶液中反应，in situ制备双手性恶唑硼烷催化硼烷对芳酮的不对称还原，产物苯乙醇的光学收率达72.8%、α-溴代苯乙醇的光学收率达91.4%。     

β-氨基膦酸(酯)和亚膦酸(酯)不对称合成

具有光学活性的β-氨基膦酸和亚膦酸是β-氨基酸的含磷类似物,具有广泛的生物和药物活性.本文综述了使用手性辅基诱导、酶手性拆分和手性催化剂催化3种方法不对称合成光学活性β-氨基膦酸(酯)和亚膦酸(酯)的研究进展.     

含高碳糖结构片段的β-氨基醇化合物的合成研究

许多β-氨基醇化合物如β-受体阻滞剂、肾上腺素、麻黄碱等均具有重要的生物活性.因此,在分子中引入β-氨基醇片断,是改变生物活性的一种重要方法,此外,β-氨基醇化合物作为手性催化剂还广泛应用于许多不对称反应中,并且具有较高的对映选择性[1].另外,在不对称还原[2]及不对称[1 2]加成[3]等反应中,也可获得较高的ee值.因此,制备手性β-氨基醇化合物具有重要意义.迄今为止,研究得较为成熟、催化效率较高的手性β-氨基醇催化剂主要有樟脑衍生物和麻黄碱衍生物两大类.其它还包括一些生物碱、季铵盐、二茂铁衍生物和含氮杂环化合物等.     

手性氨基醇衍生物催化苯基锂与亚胺的不对称加成反应研究

本文报道几种不同结构的手性氨基醇衍生物在亚胺与苯基锂不对称加成反应中的应用,并对配体结构与对映选择性的关系进行了初步探索,研究结果表明,在双手性配体中,具有反式(S,S)构型的配体催化效果优于顺式(S,R)。     

不对称Reformatsky反应的研究

分别将催化计量和化学计量的(1R, 2S)或(1S, 2R)-2-氨基-1,2-二苯基乙醇衍生的手性氨基醇配体1应用于催化不对称Reformatsky反应, 研究了手性配体的结构及其用量与反应对映选择性的关系, 溶剂和底物改变对e.e.值的影响; 并设计与研究了双手性体系, 使该反应在催化量(25mol%)手性配体的作用下, 得到中等对映选择性; 另外, 还比较了不同的实验方法对反应的对映选择性的影响, 提出了手性催化循环机理和反应过渡态模型, 能较好地解释一系列实验事实。     

β-氨基膦酸酯衍生物的合成方法

以四丁基碘化铵(TBAI)为相转移催化剂,催化(1-重氮基-2-氧代丙基)膦酸二甲酯(Ohira-Bestmann试剂)与芳香醛衍生的α-氨基砜的Mannich反应.通过对反应条件进行筛选,确定了-40℃下,以甲苯为反应溶剂和质量分数为10%的Li OH溶液为碱的最佳反应条件.通过底物的扩展,合成了一系列β-氨基膦酸酯衍生物,收率为52%~93%,所得产物结构经核磁共振谱(NMR)和质谱(MS)表征.通过Ohira-Bestmann试剂与α-氨基砜的Mannich反应,提供了一条有效制备β-氨基膦酸酯衍生物的方法.     

新型(S)-(α-萘取代)脯氨醇衍生物的合成及其催化二烷基锌与醛的不对称加成反应

以天然手性产物L-脯氨酸为原料,经酯化、氨基保护和格氏反应,得到一种新型光学活性的脯氨醇衍生物((S)-N-苄基-2-吡咯烷-α,α-二(α-萘基)甲醇1).1经过催化氢解,得到另一种光学活性脯氨醇衍生物((S)-2-吡咯烷-α,α-二(α-萘基)甲醇2).将1和2作为有机催化剂,用于催化二烷基锌和醛的不对称加成反应.分别考察了影响对映选择性的催化剂结构、催化剂用量、溶剂、反应温度等各种因素.结果表明,当催化剂用量为5%、溶剂为甲苯、反应温度为-10℃,1作催化剂时,所得仲醇的对映体过量达82?,产率高达100%.     

氨基修饰β-环糊精衍生物水相仿生催化不对称Michael加成反应（英文）

在不对称Michael加成反应中,有机小分子如伯胺、吡咯烷类衍生物、(硫)脲类、手性方酰胺、联萘类、奎宁类、手性膦、离子液体和肽类等是目前使用的主要催化剂,如果能避免或少量使用有机溶剂,则更符合"绿色化学"的环境友好发展方向.β-环糊精的内腔疏水,而外部亲水,可以类似酶分子结合有机反应物,在水相体系进行催化反应.当β-环糊精分子上连接催化部位或结合部位时,能产生更优异的包结底物和诱导对映选择性的能力.目前基于β-环糊精衍生物构筑人工类酶催化剂用于不对称Michael加成反应的报道较少.本文通过亲核取代反应将氨基类有机小分子与单(6-O-p-甲苯磺酰基)-β-环糊精结合,得到9个氨基修饰β-环糊精衍生物CD-1–CD-9(收率在24.2%–64.9%,分子结构通过~1H NMR,~(13)CNMR和ESI-MS表征确认),并用于室温水相体系不对称Michael加成的仿生催化反应,以期获得较好的催化反应活性和对映选择性.通过设计不同β-环糊精衍生物的修饰基团结构、改变反应介质pH值和反应底物结构,分析了Michael加成反应体系产物产率和对映选择性的变化,采用2D-~1HROESY NMR、紫外吸收光谱、红外光谱和和量子化学计算,分析了β-环糊精衍生物和反应底物分子的包结状态,探究了反应过程机理.结果显示,在该水相体系中进行的不对称Michael加成反应产物产率和对映体过量值(ee值)受修饰基团结构、反应介质pH值和底物结构影响较大.当反应介质pH值低于6.0时,由于氨基分子被质子化而失去催化活性;当pH值为7.5时,获得中等水平的对映选择性,通过量子化学在ONIOM(B3LYP/6-31G(d):PM3)水平上的优化计算发现,底物分子与β-环糊精衍生物的包结可以出现两种形式:当底物分子的活性部位接近β-环糊精衍生物小口端的修饰基团时,产生分子内催化,诱导反应产生较好的对映选择性;当底物分子的活性部位远离β-环糊精衍生物小口端的修饰基团时,产生分子间催化,几乎没有对映选择性,而这两种情况同时存在.当底物分子以较大的空间位阻与β-环糊精疏水性空腔结合时,产生较好的对映选择性,邻位取代的2-硝基-β-硝基苯乙烯比对位取代的4-硝基-β-硝基苯乙烯ee值更高,通过量子化学优化计算证实空间位阻效应.应用2-金刚烷酮与β-环糊精衍生物空腔形成竞争性的包结反应实验,产物产率和ee值都下降,说明β-环糊精衍生物的疏水性空腔是产生不对称诱导和催化活性不可或缺的部分,底物分子与β-环糊精衍生物的包结过程通过2D-~1HROESYNMR和紫外吸收图谱获得确认.其中L-2-氨甲基吡咯烷修饰β-环糊精CD-1表现出较好的反应对映选择性,在溶剂(pH=7.5,0.5mol/LCH_3COONa-HCl)2mL,环己酮2mmol,2-硝基-β-硝基苯乙烯0.2mmol,CD-1用量0.04mmol,25°C反应96.0h的条件下,环己酮与2-硝基-β-硝基苯乙烯Michael加成产物的ee值达71%,产率为47%.该反应过程在β-环糊精衍生物的疏水性空腔内进行,修饰基团L-2-氨甲基吡咯烷与环己酮形成烯胺的催化反应.     

氨基修饰β-环糊精衍生物水相仿生催化不对称Michael加成反应

在不对称 Michael加成反应中,有机小分子如伯胺、吡咯烷类衍生物、(硫)脲类、手性方酰胺、联萘类、奎宁类、手性膦、离子液体和肽类等是目前使用的主要催化剂,如果能避免或少量使用有机溶剂,则更符合“绿色化学”的环境友好发展方向.β-环糊精的内腔疏水,而外部亲水,可以类似酶分子结合有机反应物,在水相体系进行催化反应.当β-环糊精分子上连接催化部位或结合部位时,能产生更优异的包结底物和诱导对映选择性的能力.目前基于β-环糊精衍生物构筑人工类酶催化剂用于不对称 Michael加成反应的报道较少.本文通过亲核取代反应将氨基类有机小分子与单(6-O-p-甲苯磺酰基)-β-环糊精结合,得到9个氨基修饰β-环糊精衍生物CD-1–CD-9(收率在24.2%–64.9%,分子结构通过1H NMR,13C NMR和 ESI-MS表征确认),并用于室温水相体系不对称Michael加成的仿生催化反应,以期获得较好的催化反应活性和对映选择性.通过设计不同β-环糊精衍生物的修饰基团结构、改变反应介质pH值和反应底物结构,分析了Michael加成反应体系产物产率和对映选择性的变化,采用2D-1H ROESY NMR、紫外吸收光谱、红外光谱和和量子化学计算,分析了β-环糊精衍生物和反应底物分子的包结状态,探究了反应过程机理.结果显示,在该水相体系中进行的不对称Michael加成反应产物产率和对映体过量值(ee值)受修饰基团结构、反应介质pH值和底物结构影响较大.当反应介质pH值低于6.0时,由于氨基分子被质子化而失去催化活性;当 pH值为7.5时,获得中等水平的对映选择性,通过量子化学在 ONIOM (B3LYP/6-31G(d)：PM3)水平上的优化计算发现,底物分子与β-环糊精衍生物的包结可以出现两种形式：当底物分子的活性部位接近β-环糊精衍生物小口端的修饰基团时,产生分子内催化,诱导反应产生较好的对映选择性;当底物分子的活性部位远离β-环糊精衍生物小口端的修饰基团时,产生分子间催化,几乎没有对映选择性,而这两种情况同时存在.当底物分子以较大的空间位阻与β-环糊精疏水性空腔结合时,产生较好的对映选择性,邻位取代的2-硝基-β-硝基苯乙烯比对位取代的4-硝基-β-硝基苯乙烯 ee值更高,通过量子化学优化计算证实空间位阻效应.应用2-金刚烷酮与β-环糊精衍生物空腔形成竞争性的包结反应实验,产物产率和ee值都下降,说明β-环糊精衍生物的疏水性空腔是产生不对称诱导和催化活性不可或缺的部分,底物分子与β-环糊精衍生物的包结过程通过2D-1H ROESY NMR和紫外吸收图谱获得确认.其中L-2-氨甲基吡咯烷修饰β-环糊精 CD-1表现出较好的反应对映选择性,在溶剂(pH =7.5,0.5 mol/L CH3COONa-HCl)2 mL,环己酮2 mmol,2-硝基-β-硝基苯乙烯0.2 mmol,CD-1用量0.04 mmol,25°C反应96.0 h的条件下,环己酮与2-硝基-β-硝基苯乙烯 Michael加成产物的 ee值达71%,产率为47%.该反应过程在β-环糊精衍生物的疏水性空腔内进行,修饰基团L-2-氨甲基吡咯烷与环己酮形成烯胺的催化反应.     

β-环糊精衍生物诱导H_2O_2水相不对称环氧化trans-查尔酮

以单(6-O-对甲苯磺酰基)-β-环糊精为原料,经亲核取代反应合成了氨基醇修饰的β-环糊精衍生物CD-1~CD-6,收率在34%~58%,结构通过1H NMR,13C NMR和ESI-MS表征确认.将β-环糊精衍生物CD-1~CD-6应用于诱导水相H_2O_2不对称环氧化trans-查尔酮,研究结果表明,β-环糊精衍生物的量和修饰基团结构对该反应体系的对映选择性有较大影响.其中,β-环糊精衍生物CD-1在诱导H_2O_2与Na HCO_3组合水相不对称环氧化trans-查尔酮中效果最佳,ee值达到25.7%.通过2D-1H ROESY NMR表征发现,trans-查尔酮和CD-1之间可以形成包结络合物,同时CD-1~CD-6均存在着修饰基团的自包结行为,影响产物ee值的提高,这两种包结形式均通过量子化学计算得到了映证.     

β-氨基酮不对称还原反应的理论研究

本文用AM1半经验分子轨道方法,首次从热力学和动力学角度研究了(R)-4-苄基-5,5-二苯基-1,3,2口恶唑硼烷催化还原系列β-氨基酮的反应,获得了CBS 反应机理各步的反应热及第二、第四步骤的反应活化能,结果表明第二步(催化配合物的形成)和第四步(产物的形成和催化剂的释放)为吸热反应,且第四步反应吸热较多,且活化能远高于第二步,同时发现CBS反应机理中第二步为控制反应产物构型取向的决定步骤,根据第二步反应中生成R和S型催化配合物的活化能之差可推测β-氨基酮分子中羰基对位推电子基的存在有利于获得高光学活性的氨基醇产物。     

(S)-β-取代-α-氨基酸衍生物的不对称合成

以2-[N-(N'-苄基-L-脯氨酰)氨基]二苯甲酮的甘氨酸席夫碱Ni(Ⅱ)配合物为原料,经Aldol羟甲基化,脱水,Michael加成和水解反应及离子交换层析,合成了4个(S)-β-取代-α-氨基酸衍生物,产率60%~75%,ee值90%~95%,其结构经~1H NMR和元素分析确证。