新型手性螺环双酚的合成及其拆分研究

含手性配体的过渡金属络合物是不对称催化反应中的一类重要催化剂,手性配体的设计合成是不对称催化研究的关键,我们实验室一直致力于新型手性配体骨架结构的设计合成.最近,我们报道了一类螺二氢茚手性骨架结构,发现含螺二氢茚骨架的手性单膦和双膦配体在不对称催化氢化等反应中具有极高的催化活性和对映选择性.为了研究另一类手性螺环骨架结构--螺二芴,我们设计合成了螺环双酚1.在螺环双酚化合物1的合成中,我们采用了连续关环的策略,这不仅克服了构筑螺二芴结构经典方法产率底的弊端[1],而且也使得合成路线大为缩短.接着,我们对螺环双酚1进行了拆分研究,发现酒石酸二酰胺可以选择性地与螺环双酚1的一个对映异构体形成包结络合物[2].通过包结络合物的单晶结构分析,我们还对拆分机制进行了初步探讨.对映体纯螺环双酚化合物1的合成为研究以螺二芴为骨架的手性配体奠定了的基础,有关这类配体的合成及其在不对称催化反应中的应用研究正在进行中.     

手性螺环配体及催化剂在不对称催化反应中的应用研究进展

金属参与的不对称催化反应是制备光学活性化合物的重要途径之一, 其中新型手性配体的设计合成一直是不对称催化领域中十分关键且富有挑战性的课题. 从20世纪90年代末开始, 化学家们尝试在手性配体中引入螺环结构, 创造性地发展了螺[4.4]壬烷骨架、 螺双二氢茚骨架、 螺[4.4]壬二烯骨架和螺二色满骨架等手性螺环单齿配体, 多齿配体及其催化剂, 并成功应用于不对称催化氢化、 不对称碳碳键形成或碳杂键形成等不对称转化反应中, 合成了众多富有价值的手性产品, 有力地推动了不对称催化反应的工业应用化进程. 本文综合评述了手性螺环配体的早期发现、 发展历程以及近期的研究成果, 介绍了螺环配体在药物及天然产物中的应用研究进展, 并对手性螺环结构的小分子催化剂的研究进展进行叙述和说明.     

螺双内酯及其衍生物化学的研究进展

螺双内酰是一类含双内酯环和螺碳原子这一特定结构的化合物。这种特定螺双内酯结构决定了这类化合物具有特殊的物理和化学性质。本文主要综述了螺双内酯及衍生物的合成方法、衍生化反应、手性拆分以及在合成高分子领域的研究现状和进展。     

基于螺环结构桥连的固有微孔卟啉聚合物网络的制备与表征及其催化Knoevenagel缩合反应

通过5,10,15,20-四(4-羧基苯基)(TCPP)卟啉单体与含螺环结构的二胺单体(SpiroDA)的缩聚反应,实现了含螺环结构的卟啉基固有微孔材料的定向合成(PIM-Spiro)。同时在相同的工艺条件下,以对苯二胺(PPDA),4,4'-二氨基二苯醚(ODA)作为二胺单体分别制备了相应的聚酰胺(PA)网络材料。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TG)、氮气吸附等分析测试手段对3种聚酰胺材料的网络结构和物理化学性能进行了表征。结果表明:螺环扭曲结构的引入可以有效提高微孔卟啉聚合物网络的比表面积,同时在溶剂中表现出很强的溶胀特性;所制备的聚酰胺网络材料中的卟啉基和酰胺键所含的高密度N—H键,赋予材料良好的碱性催化特性。     

神奇的手性螺环配体

过渡金属参与的不对称催化反应是有机合成化学研究的前沿和热点. 寻找和发现新颖配体骨架并开展新型高效的手性配体及催化剂的设计合成是不对称催化反应研究的核心内容. 从20世纪90年代,特别是进入21世纪以来,螺环骨架手性配体受到了广泛的关注,并逐渐发展成为特色鲜明的手性配体类别. 手性螺环配体的骨架已由多手性的螺[4.4]壬烷骨架发展到只具有单一手性的螺二氢茚和螺[4.4]壬二烯等螺环骨架类型,形成了包括手性螺环单磷配体、双膦配体、膦氮配体、双氮配体等丰富的手性配体库. 这些手性螺环配体及其催化剂不仅在不对称催化氢化、不对称碳―碳键形成、不对称碳―杂原子键形成等多种类型的不对称催化反应中均表现出优异的催化活性和对映选择性,且使得许多原先难以控制对映选择性的不对称催化反应变得可能. 而今,手性螺环结构已成为“优势结构”,相应的手性螺环配体及其催化剂已被国内外同行广泛采用. 手性螺环配体的兴起为手性催化剂研究增加了活力,极大地促进了不对称合成化学的发展. 今后,手性螺环配体的研究除了将向新型、高效、高选择性手性配体及催化剂方向发展外,将其应用于新的不对称催化反应的对映选择性控制、以及应用于手性天然产物和药物的高效不对称合成将成为新的研究热点.     

从碳中心到硅中心:手性螺环双膦配体研究的发展

手性螺环配体和催化剂已被公认是一类优势手性配体和催化剂。手性螺环配体的相关研究，促进了不对称催化领域的发展。根据螺环骨架类型进行分类，分别讨论具有螺[4.4]壬烷骨架、螺二氢茚骨架、螺[4.4]壬二烯骨架以及螺二色烷骨架的手性螺环双膦配体的合成及在不对称催化反应中的应用，为今后发展新的不对称催化体系提供了重要参考。     

3,9—二羟乙基—3‘,9’—二苯甲基—1,5,7,11—四氧杂螺环[5,5]十一烷的合…

从丙二酸二乙酯、氯乙酸乙酯和氯苄出发，经ＬｉＡｌＨ４还原，合成新的二元醇，进而合成新的螺环化合物：３，９－二羟乙基－３′，９′－二苯甲基－１，５，７，１１－四氧杂螺〔５，５〕十一烷。该化合物的结构由它的氢和碳－１３核磁共振谱。红外光谱和元素分析得到证明。该单体在三氟化硼乙醚络合物的作用下进行开环聚合反应。由于环上四个取代基的稳定作用，聚合物的收率比较低。通过对聚合物的结构分析，提出了这一单体的阳离     

通过苄醇与炔烃的环化反应快速高效构建茚及螺环茚

作为一类重要的碳环化合物,茚、螺环茚及其衍生物常见于各种天然产物骨架结构中,并作为合成中间体广泛地应用于材料、医药、有机不对称合成等领域.在路易斯酸TiCl_4或AlCl_3作用下,二苯甲醇或芳基取代环醇等苄醇通过生成碳正离子中间体,与炔烃进行环化反应高效合成多种茚及螺环茚.该反应仅需30 min,反应过程中完成了2个新C—C键的构建,对具有各种取代基的炔烃均有较好的适用性.芳基取代的环丁醇、环己醇、环庚醇、环辛醇以及环十二醇都可以适用于该方法,多样性地构建多种有合成价值的螺环骨架.该方法具有操作简便、反应时间短、条件温和等优点.     

光催化苄基邻卤芳醚与CO2的连续去芳构化/羧化反应合成螺环羧酸(英文)

自1900年首次发现螺环化合物以来,由于它在药物分子、手性配体、激光染料等领域的重要作用,越来越多的螺环化合物被发现和研究.目前已研发出了几种典型的反应来合成螺环化合物,如分子间的环加成或偶联反应及双官能团化合物分子内的偶联反应.但这些方法仍存在选择性难以控制、螺环中官能团耐受性差、条件苛刻等不足.因此,有必要发展合成含各类官能团的螺环的方法.近年来,芳基化合物的分子内去芳构化已经成为合成螺环骨架的有效策略,尤其是通过光催化去芳构化合成螺环.CO₂作为C1合成子具有丰富、低成本、可持续及无毒等优势,若将CO₂作为羧酸源键联在螺环骨架上,将有可能构建具有潜在生物活性的螺环羧酸衍生物.基于本课题组对光催化CO₂转化利用反应的持续研究,本文设计开发了一种合成螺环羧酸化合物的便捷方法,即光催化苄基邻卤芳醚与CO₂的连续去芳构化/羧化反应.根据条件筛选实验结果,最终选择1,2,3,5-四(咔唑-9-基)-4,6-二氰基苯(4Cz IPN)作为光敏剂, N,N-二异丙基乙基胺(DIPEA)为还原剂,叔丁醇钠作为...     

含双六甲基二硅胺基二甲基硅基环戊二烯基稀土二价镱配合物的合成及结构

含双六甲基二硅胺基二甲基硅基环戊二烯基稀土二价镱配合物的合成及结构;镱配合物;晶体结构; 双六甲基二硅胺基二甲基硅基环戊二烯基;合成     

环丙基螺环硫巴比妥衍生物的合成、表征及抗惊厥活性

设计合成了2个刚性很强的结构对称性巴比妥酸类化合物———环丙基螺环硫巴比妥酸化合物。通过红外、核磁对其结构进行了表征。其中化合物1a和1b活泼氢(N—H)的化学位移有明显区别。利用二维氢氢相关谱观察到了化合物1a结构中,环丙烷上氢质子与酰胺环上氢质子由于螺环刚性屏蔽影响使其2个环上同侧较近质子之间存在相关性,异侧较远质子之间无相关性。初步测试了2个化合物的抗小鼠电击惊厥活性:化合物1a和1b的惊厥抑制率分别为50%和70%。     

螺环五配位磷化物合成新方法

螺环五配位磷化物合成方法虽有不少报道,但有的路线较长;有的原料不易得到;有的条件苛刻且收率不高.本文提供一种新的简便合成路线,即在二甲二硫或二乙二硫存在下,含磷五元或六元环亚磷(膦)酸酯与含有两个活泼氢的双官能团化合物反应,一步制得相应的螺环五配位磷化物.反应式如下:     

铁硫蛋白模型化合物的研究进展

本文综述了目前国际上对铁硫蛋白模型化合物研究的进展情况，介绍了NH---S氢键和芳香环在这些模型化合物及其天然蛋白中的作用。作为铁硫蛋白活性中心的模型，至今已有许多化合物被合成出来，通过这些模型化合物的研究知道，NH---S氢键和芳香环在调控配合物及天然蛋白的氧化还原电位和稳定性方面起着非常重要的作用。另外，作为顺式乌头酸酶、固氮酶等金属酶的模型，已成功地合成了含3Fe4S核以及含钼的铁硫簇合物。     

3-异硫氰酸酯氧化吲哚与色胺酮的[3+2]环加成反应合成螺环氧化吲哚类化合物

以3-异硫氰酸酯氧化吲哚和色胺酮为原料,在催化剂Et₃N作用下发生[3+2]环加成反应,合成了13个结构新颖的含双螺环骨架的氧化吲哚类化合物3a~3m,收率为63~93%,dr值>19:1,并对这些化合物进行¹H NMR、¹³C NMR和HR-MS(ESI-TOF)表征。该类化合物含有两个连续的螺环季碳中心,可为后续的生物活性筛选提供候选化合物。     

含螺环结构农药研究进展

综述了近年来含螺环结构化合物在农药方面的研究进展, 详细介绍了部分螺环化合物的合成方法, 总结了螺环农药的结构特征. 对该类化合物的应用前景进行了展望.     

3，9－二羟乙基－3＇，9＇－二苯甲基－1，5，7，11－四氧杂螺环［5，5］十一烷的合成和聚合反应

从两二酸二乙酯、氯乙酸乙酯和氯苄出发，经ＬｉＡｌＨ４还原，合成新的二元醇，进而合成新的螺环化合物：３，９－二羟乙基－３＇，９＇－二苯甲基－１，５，７，１１－四氧杂螺［５，５］十一烷．该化合物的结构由它的氢和碳－１３核磁共振谱、红外光谱和元素分析得到证明．该单体在三氟化硼乙醚络合物的作用下进行开环聚合反应．由于环上四个取代基的稳定作用，聚合物的收率比较低（产率１０％左右）．通过对聚合物的结构分析，提出了这一单体的阳离子开环聚合反应机理．对随聚合温度升高，聚合物中酯基／苯基的克分子比降低，以及本体聚合时得到交联聚合物等一系列现象作了探讨．     

硼氮杂薁基[4]螺烯的设计合成及性质研究※

本工作设计合成了分别含有B—N键和C=C键的薁基[4]螺烯类分子1a/1b和2, 其中B—N键和C=C键互为等电子体. 紫外-可见吸收光谱、电化学循环伏安测试和理论计算结果表明B—N键可以调控共轭骨架的电子结构及芳香性. 单晶结构表明1a具有螺旋几何构型, 晶体中存在P和M两种对映异构体. B—N键具有部分双键性质, 硼氮六元环具有一定的芳香性. 大位阻基团2,4,6-三甲基苯基(Mes)使得1b在三氟乙酸(TFA)作用下不会发生类似于1a的脱硼化, 而是发生和2相似的可逆质子响应, B—N键对薁单元的质子响应性质无明显影响. 三配位的硼原子可以进一步和氟离子配位, 使得1a对氟离子有明显的选择性响应, 而1b则因大位阻的Mes取代基的存在对氟离子无明显的响应性. 本工作报道了新型薁基硼氮杂螺烯及全碳螺烯分子, 为薁基多环芳烃的“自下而上”合成及性质研究提供了参考.     

1,1'-螺二氢茚-7,7'-二酚(SPINOL)及类似物中螺环骨架的构建方法

1,1'-螺二氢茚骨架是在21世纪初发展起来的一类新型手性配体或催化剂的骨架,具有C2对称性,以及刚性强、稳定性高、易于修饰等特点.周其林等将手性1,1'-螺二氢茚-7,7'-二酚(SPINOL)发展为一系列螺环配体及催化剂,在催化不对称合成领域获得了巨大的成功.1,1'-螺二氢茚骨架的配体及催化剂被认为是为数不多的"优势手性配体和催化剂".尽管催化的不对称合成已经出现,目前方法得到的SPINOL及类似物多为外消旋体,需要进行费力的手性拆分.合成和拆分步骤繁琐的局限性对其大规模生产形成了阻碍.因此,如何从廉价易得的原料出发,发展相应手性螺环骨架配体的高效、不对称催化合成新方法,是非常迫切而且具有挑战性的课题.总结了最近20年SPINOL及螺环骨架类似化合物的合成方法,包括含杂原子的螺环骨架,希望能对配体或催化剂用途的螺环骨架的构建有所启发.     

脱镁叶绿酸的C(17)-尾端酯基的化学反应及其二氢卟吩衍生物的合成

以焦脱镁叶绿酸-a甲酯为起始原料,通过化学修饰在五元外接环上构筑活性反应区域,经分子内的酯交换、Michael加成和Claisen缩合等经典化学反应,使得132-与17-位通过不同的碳链相互连接,在C-D环端向上形成了双环和螺环结构.同时,利用17-位尾端酯基的化学活性进行胺解和酰化反应,在二氢卟吩色基的最远端建立了不同的化学结构,完成了9个未见报道的具有新颖碳架结构的叶绿素类二氢卟吩衍生物的合成,其化学结构均经UV、IR、1H NMR及元素分析予以证实.     

组合铜催化的双氮芳基化及相分离高光学选择性合成双内酰胺螺环结构

<正>Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,10917~10920螺环骨架是许多重要的天然产物以及药物分子中的关键结构,由于其独特的结构特征和高难度的合成挑战而备受关注.双内酰胺螺环及衍生物结构可以作为重要的离子载体以及手性辅基等,这类结构文献报道可以通过过渡金属催化2,2-二(邻卤代芳基)丙二酰胺化合物的分子内双N-芳基化偶联合成.但由于2,2-二(邻卤代芳基)丙二酰胺本