(S)-(+)-2,2-二甲基环丙烷甲酰胺的不对称合成

以环己二胺作为手性源,与3,5-二叔丁基水杨醛经缩合反应制得Salen配体(R,R)-N,N'-二(3,5-二叔丁基水杨醛)-1,2-环己二胺(6);甘氨酸乙酯盐酸盐经重氮化和6与三氟甲烷磺酸亚铜催化的不对称环丙烷化反应制得(S)-(+)-2,2-二甲基环丙烷甲酸乙酯(9);9经水解、酰氯化和氨解反应合成了(S)-(+)-2,2-二甲基环丙烷甲酰胺,ee值82%,总收率55.4%,其结构经1H NMR和IR确证。     

（＋）-α-苯乙胺磷钨杂多化合物的合成、表征和催化不对称环氧化性能

以Keggin型12-磷钨酸和( )-α-苯乙胺为原料,通过水热法合成了具有Keggin结构的( ).α-苯乙胺磷钨酸盐(C8H12-N)3PW12O40.通过红外光谱、核磁共振波谱、紫外光谱、元素分析和热重分析等技术对合成产物进行了结构、组成和热稳定性的表征和考察,证实了合成产物为( )-α-苯乙胺磷钨酸盐.以顺丙烯磷酸-α-苯乙胺盐环氧化合成(1R,2S).环氧丙基磷酸-a-苯乙胺盐为探针反应,考察了(C8H12N)3PW12O40催化不对称环氧化性能.结果表明,在催化剂用量为2.00%和反应温度为50℃时,产物环氧丙基磷酸苯乙胺盐的收率为64%,(1R,2S)-环氧丙基磷酸苯乙胺盐的对映选择性ee值为10.8%.     

(S)-美托洛尔的不对称合成

用自制的(S,S)-Salen Co(Ⅲ)OAc催化剂水解动力学拆分外消旋环氧氯丙烷得到高光学纯的(S)-3-氯-1,2-丙二醇和较高光学纯的(R)-环氧氯丙烷。 以(S)-3氯-1,2-丙二醇为手性原料和4-(2-甲氧基乙基)苯酚缩合,再与氯化亚砜反应得环状亚硫酸酯,最后和异丙胺反应得(S)-美托洛尔,光学纯度大于99%。 另外以(R)-环氧氯丙烷为手性原料和4-(2-甲氧基乙基)苯酚反应,再与异丙胺作用得到(S)-美托洛尔,光学纯度大于92%。 (S)-美托洛尔的总收率为53.9%,结构经IR、1H NMR、13C NMR和MS测试技术确证。 该路线原料利用率高,拆分后的2种产物均能用于目标化合物的合成。     

新型C12糖的合成及其在β-氨基醇手性拆分中的应用

以蔗糖为起始原料,经缩水、水解和缩合反应制得一种新型C12糖———2-[1R-(1,4∶3,6-二缩水果糖)]-异甘露醇(6),其结构经1H NMR,13C NMR和HR-MS表征。以6为手性拆分剂,(R,S)-β-氨基醇[(R,S)-7]在甲醇中被拆分为(R)-7(收率40.5%,>99%ee)和(S)-7(收率40.1%,>99%ee)。     

聚合物固载的新型手性SalenMn(Ⅲ)配合物在苯乙烯不对称环氧化反应中催化性能的研究

以交联聚苯乙烯(CPS)微球为载体,通过高分子反应和配位反应,简捷高效地制得一种新型的聚合物固载的手性Salen金属配合物催化剂Mn(Ⅲ)Salen-CPS.以间氯过氧苯甲酸(m-CPBA)为氧化剂、以N-甲基吗啉-N-氧化物(NMO)为轴向配体,将该非均相手性Salen Mn(Ⅲ)催化剂用于苯乙烯的不对称环氧化反应,深入系统地研究了催化剂结构与反应条件对苯乙烯的不对称环氧化反应的影响.实验结果表明,在苯乙烯的不对称环氧化反应中,微球Mn(Ⅲ)Salen-CPS具有高的催化活性与良好的的对映体选择性,20℃下反应8 h,苯乙烯的转化率可达85%;0℃下反应2 h,产物的ee值可达58%.Salen配基中手性二胺的不对称环境与轴向配体NMO的加入均可明显地提高产物的对映体选择性;而反应温度、时间、溶剂的极性及催化剂用量等反应条件对苯乙烯的不对称环氧化反应也都有很大的影响.低温有利于产物的ee值的提高,苯乙烯的不对称环氧化反应适宜的反应温度为0℃;使用极性弱的溶剂,有利于催化剂的对映体选择性;当反应进行到一定程度,产物的ee值会出现最高值,其后ee值会随时间延长呈现下降趋势,在不同的反应条件下,ee值出现最大值的时间不同.     

手性Salen配合物水解拆分环氧氯丙烷的动力学

在立体控制合成有机化合物方面,环氧化合物是一类极有价值的中间体,其中以外消旋混合物形式存在的端基环氧化合物因其价廉易得更是备受关注. 在试图获得高光学纯形式环氧化物的研究中,Jacobsen等[1]对消旋的端基环氧化物的水解动力学拆分(HKR)反应,取得了令人鼓舞的结果,获得了高立体选择性和高产率的手性环氧化物(Y=44%,e.e.＞98%)和1,2-二醇化合物(Y=50%,e.e.=98%). 在该项研究中,水是唯一的试剂,手性Salen-CoⅢ显示出良好的催化性能,并得到反应速率与催化剂浓度的平方成正比的反应动力学结果. Jacobsen等[2]又将手性Salen-CoⅢ催化剂固载于聚苯乙烯树脂和硅胶上,用于催化HKR反应,产物的对映选择性又获得进一步提高(Y=41%,e.e.=99%);他们提出了与Salen-CrⅢ配合物催化TMSN3(三甲基叠氮基硅烷)开环环氧化物相似的双金属协同作用机理[3]. 近年来,Salen金属催化的HKR反应广泛地用于高光学纯药物中间体和天然产物的制备. 首先,Jacobsen等[4,5]成功地利用HKR反应高选择性地制备合成出多种β-肾上腺素的关键中间体,并完成了天然产物Muconin的首次全合成. 随后,Gurjar等[6]和Gandour等[7]也通过HKR反应合成了一些在天然产物及药物分子不对称合成中有广泛应用的中间体. 在国内,上海有机化学所的戴立信等[8]利用HKR反应成功地合成了三种β-肾上腺素的构建模块. 吴毓林等[9,10]则通过HKR反应完成了天然番茄枝内酯类化合物4-Deoxyannomontacin的全合成. 所有这些工作,或是重在提高产物的对映体过量及催化剂的活性,或是重在HKR反应在天然产物及药物化学合成中的应用. 由于对外消旋环氧化物的水解拆分反应机理缺乏详细的研究,从而限制了对新型催化剂的开发及对现有催化剂的改进. 本文以各类手性Salen金属配合物为催化剂,通过对水解拆分环氧氯丙烷反应动力学的研究,考察了浓度、温度、催化剂种类对HKR反应的影响,得到一些反应动力学规律;根据动力学实验数据,进一步证实了环氧氯丙烷的水解拆分反应属于双金属催化的过程.     

Salen Co(Ⅱ)配合物催化苯乙烯环氧化的研究

研究了Salen Co(Ⅱ)配合物催化苯乙烯环氧化的反应.考察了不同取代基水杨醛制备的配体所形成的Co配合物1～4及(S,S)-1,2-二苯基乙二胺与水杨醛形成的Co配合物1(S,S)～3(S,S)的催化氧化性能,其中溴取代的配合物2和2(S,S)是最有效的催化剂.以配合物(2)为催化剂,氧气为氧化剂,考察了反应温度、时间、溶剂等因素对苯乙烯环氧化反应的影响.结果表明,最佳反应条件为苯乙烯10 mmol,配合物(2)0.1%,温度90 ℃,反应时间5 h时,苯乙烯的转化率为97.1%,环氧苯乙烷的选择性为58.9%,苯甲醛与苯甲酸的选择性为36.1%.并对反应机理进行了初步探讨.     

杂化MCM-41固载催化剂的合成、表征及催化研究

用γ-氯丙基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯混合在模板剂引导下共水解合成了有机-无机杂化的介孔分子筛MCM-41,通过与(1R,2R)-1,2-环己二胺和[RuCl2(p-cymene)]2反应,制成了固载化的不对称氢转移反应催化剂,并进行了FT-IR、XRD和N2吸附 脱附的表征.不对称氢转移催化反应结果表明,在催化还原苯乙酮成α-苯乙醇的反应中,平均转化率为6.42％,产物平均ee（对映体过量）值为12.64％,固载化催化剂与其匀相体系的催化性能相比(转化率为3.56％,ee值为33.04％),转化率更高,ee值有一定程度的降低.     

(4S)-苯氧基-(S)-脯氨酸催化直接不对称羟醛缩合反应

N-乙氧羰基-(4R)-羟基-(S)-脯氨酸甲酯与苯酚的Mitsunobu反应给出N-乙氧羰基-(4S)-苯氧基-(S)-脯氨酸甲酯,后者经皂化和盐酸水解后得标题氨基酸.这一化合物(5 mol%)对映选择性催化丙酮和取代苯甲醛的羟醛缩合反应,产率67.4%～89.9%,ee最高达76.5%.     

氟烷基磺酰氟和(2S,3R)-2,3-二羟基-3-苯基丙酸甲酯的脱水环氧化反应的研究

考察了(2S,3R)-2,3-二羟基-3-苯基丙酸甲酯和几种常用的氟烷基磺酰氟试剂在有机碱存在下的脱水环氧化反应.实验结果表明,氟烷基磺酰氟能够诱导(2S,3R)-2,3-二羟基-3-苯基丙酸甲酯发生脱水环氧化反应而生成(2R,3R)-2,3-环氧-3-苯基丙酸甲酯,得率80%～92%,且产物的不对映过量(ee)值大于97%.该方法具有工业化应用前景.     

Highly selective hydrolytic kinetic resolution of terminal epoxides catalyzed by chiral (salen)Co(III) complexes. Practical synthesis of enantioenriched terminal epoxides and 1,2-diols

The hydrolytic kinetic resolution (HKR) of terminal epoxides catalyzed by chiral (salen)Co(III) complex 1 x OAc affords both recovered unreacted epoxide and 1,2-diol product in highly enantioenriched form. As such, the HKR provides general access to useful, highly enantioenriched chiral building blocks that are otherwise difficult to access, from inexpensive racemic materials. The reaction has several appealing features from a practical standpoint, including the use of H(2)O as a reactant and low loadings (0.2-2.0 mol %) of a recyclable, commercially available catalyst. In addition, the HKR displays extraordinary scope, as a wide assortment of sterically and electronically varied epoxides can be resolved to > or = 99% ee. The corresponding 1,2-diols were produced in good-to-high enantiomeric excess using 0.45 equiv of H(2)O. Useful and general protocols are provided for the isolation of highly enantioenriched epoxides and diols, as well as for catalyst recovery and recycling. Selectivity factors (k(rel)) were determined for the HKR reactions by measuring the product ee at ca. 20% conversion. In nearly all cases, k(rel) values for the HKR exceed 50, and in several cases are well in excess of 200.     

手性胺修饰的羟基磷灰石负载RuCl_2(TPP)_3催化不对称氢化苯乙酮

采用共沉淀法制备了手性胺(L-脯氨酸、D-脯氨酸、(1R,2R)-1,2-二苯基乙二胺二磺酸钠((1R,2R)-DPENDS)、(1S,2S)-1,2-二苯基乙二胺二磺酸钠((1S,2S)-DPENDS))修饰的羟基磷灰石(HAP).并采用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱,扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)和比表面积测定(BET)等仪器分析手段对其进行表征.以手性胺修饰的羟基磷灰石做载体负载RuCl2(TPP)3催化苯乙酮不对称加氢反应,详细考察温度、压力、碱的浓度、手性胺负载量等条件对催化反应的影响.在氢气压力为5.0 MPa、30℃条件下反应4 h,苯乙酮的不对称加氢反应,可获得99.9%转化率和77.8%对映选择性,其结果优于对应的均相催化反应.实验结果证明,催化反应在载体表面完成,催化剂通过简单离心分离可循环使用.     

Chiral nanoporous metal-metallosalen frameworks for hydrolytic kinetic resolution of epoxides

Chiral nanoporous metal-organic frameworks are constructed by using dicarboxyl-functionalized chiral Ni(salen) and Co(salen) ligands. The Co(salen)-based framework is shown to be an efficient and recyclable heterogeneous catalyst for hydrolytic kinetic resolution (HKR) of racemic epoxides with up to 99.5% ee. The MOF structure brings Co(salen) units into a highly dense arrangement and close proximity that enhances bimetallic cooperative interactions, leading to improved catalytic activity and enantioselectivity in HKR compared with its homogeneous analogues, especially at low catalyst/substrate ratios.     

Asymmetric iodocyclization catalyzed by salen-CrIIICl: its synthetic application to swainsonine

The previously developed enantioselective iodocyclization of gamma-hydroxy-cis-alkenes required 30 mol% of (R,R)-salen-Co(II) complex as chiral catalyst and 0.75 equivalent of N-chlorosuccinimide (NCS) as activator to produce 2-substituted tetrahydrofurans with 61 to 90% ee. Due to the considerable loading amount of the Co(II) complex, another more effective catalyst was pursued by screening (R,R)-salen-transition metal complexes. When 10 mol% of the catalysts were applied with 0.5 equivalent of NCS, a higher level of stereoselectivity was attained with the corresponding Cr(III)Cl (84% ee), Mn(II)Cl (52% ee) and Co(II) complexes (66% ee). Refinement of the conditions established a novel catalytic enantioselective iodocyclization protocol using iodine in the presence of 7 mol% of (R,R)-salen-Cr(III)Cl complex activated by 0.7 equivalent of NCS in toluene to induce 74 to 93% ee.     

非水相中微生物脂肪酶催化转酯化拆分(R,S)-α-苯乙醇

研究了非水有机溶剂体系中脂肪酶不对称转酯化拆分(R,S)-α-苯乙醇反应,比较了15种不同微生物来源的脂肪酶,从中优选出催化活性及对映选择性较高的脂肪酶Lipase PS,系统考察了影响该酶催化不对称转酯化反应的关键因素,获得了优化的催化拆分工艺条件.结果表明,脂肪酶Lipase PS在非水反应体系中,以正己烷为反应介...     

RuCl2[(S)-P-Phos]-[(S)-DAIPEN]催化芳香酮的不对称加氢反应

研究了钌-双膦-二胺配合物催化剂RuCl2[(S)-P-Phos]-[(S)-DAIPEN] [P-Phos: 2,2',6,6'-四甲氧基-4,4'-双(二苯基膦基)-3,3'-二吡啶, DAIPEN: 1,1-二(4-甲氧苯基)-2-异丙基-1,2-乙二胺]催化芳香酮不对称加氢反应的性能, 考察了不同的碱、叔丁醇钾浓度、反应溶剂、底物/催化剂摩尔比等因素对反应活性和对映选择性的影响. 在苯乙酮、叔丁醇钾、催化剂的摩尔比为1000:20:1, 氢气压力为2 MPa, 反应温度为30 ℃时, 苯乙酮的转化率和α-苯乙醇的对映选择性(ee)分别达到了100%和88.5%, 2'-溴苯乙醇的ee 值可达97.1%.     

(1S,2S)-1,2-二苯基乙二胺修饰Ir/HAP催化苯乙酮及其衍生物的不对称加氢反应

采用浸渍法在温和条件下制备了羟基磷灰石负载的铱催化剂(Ir/HAP), 并以X射线衍射(XRD), 透射电子显微镜(TEM), X射线光电子能谱(XPS), 比表面积测定(BET)以及附带能量散射X射线谱的扫描电子显微镜(SEM-EDS)等手段对载体和催化剂进行了表征. 以(1S,2S)-1,2-二苯基乙二胺((1S,2S)-DPEN)为手性修饰剂时, 该催化剂对苯乙酮及其衍生物不对称加氢反应表现出较高活性和对映选择性(ee). 在氢气压力为3.0 MPa、303 K条件下反应3 h, 苯乙酮及其衍生物的加氢转化率在94.7%以上, 其中生成2'-(三氟甲基)苯乙醇的对映选择性高达81.5%. 在不使用其它配体作稳定剂的情况下, 该结果比目前文献报道值高. 通过对比研究发现, 羟基磷灰石作为载体优于二氧化硅等其它无机载体. 催化剂通过简单离心分离可循环使用多次, 无明显的金属铱流失.     

铱催化 3-羟甲基-2H-苯并吡喃类化合物的不对称氢化

从(1R,2S)-环己烷吡啶醇出发,合成了具有不同轴手性的反式环己烷骨架铱络合物,并将其应用于3-羟甲基-2H-苯并吡喃的不对称氢化中.结果表明,当以Ir-8为催化剂,二氯甲烷为溶剂,氢气压力5MPa,室温反应16h时,可以取得极好的反应活性,产物最高对映选择性可达94%.     

四氢糠酸的拆分工艺改进

利用非对映异构体盐在溶剂中溶解度的不同,以(1S,2R)-1-氨基-2-茚醇(1)为手性拆分剂,拆分四氢糠酸［(RS)-THFA, (RS)-2］获得高光学纯的(S)-2,其结构经¹H NMR, ¹³C NMR和HPLC确证。探究了不同溶剂量和投料比对拆分效果的影响。结果表明较佳拆分条件为：以4-甲基-2-戊酮(3)作溶剂,n［(RS)-2］: n(1)=2.2 : 1,一次拆分得91.7% ee (S)-2;再以n［91.7% ee (S)-2］: n(1)=6 : 5进行二次拆分得99.0% ee (S)-2。拆分剂的回收率提高至92.0%,同时对拆分母液中的非目标对映体成功地进行消旋化,回收率为89.0%,实现了四氢糠酸的循环拆分。     

Self-assembly approach toward chiral bimetallic catalysts: bis-urea-functionalized (salen)cobalt complexes for the hydrolytic kinetic resolution of epoxides

A series of novel bis-urea-functionalized (salen)Co complexes has been developed. The complexes were designed to form self-assembled structures in solution through intermolecular urea-urea hydrogen-bonding interactions. These bis-urea (salen)Co catalysts resulted in rate acceleration (up to 13 times) in the hydrolytic kinetic resolution (HKR) of rac-epichlorohydrin in THF by facilitating cooperative activation, compared to the monomeric catalyst. In addition, one of the bis-urea (salen)Co(III) catalyst efficiently resolves various terminal epoxides even under solvent-free conditions by requiring much shorter reaction time at low catalyst loading (0.03-0.05 mol %). A series of kinetic/mechanistic studies demonstrated that the self-association of two (salen)Co units through urea-urea hydrogen bonds was responsible for the observed rate acceleration. The self-assembly study with the bis-urea (salen)Co by FTIR spectroscopy and with the corresponding (salen)Ni complex by (1)H NMR spectroscopy showed that intermolecular hydrogen-bonding interactions exist between the bis-urea scaffolds in THF. This result demonstrates that self-assembly approach by using non-covalent interactions can be an alternative and useful strategy toward the efficient HKR catalysis.