手性环丙烯构建策略用于对映选择性合成偕二氟亚甲基三元环化合物

作为最小的不饱和环状分子,环丙烯独特的刚性结构和多变的反应活性吸引了化学家的研究兴趣.自1922年Demjanov[1]报道了环丙烯化合物的首例合成以来,现已发展了一系列环丙烯的合成方法.手性环丙烯的合成是通过炔烃和重氮化合物的[2+1]不对称环加成反应.根据底物的不同,这些不对称环加成反应可以分为四类:(a)末端炔烃和单取代重氮化合物的反应,(b)末端炔烃和双取代重氮化合物的反应,(c)非末端炔烃和双取代重氮化合物的反应,(d)非末端炔烃和单取代重氮化合物的反应.在这四类反应中,末端炔烃和单取代重氮化合物的不对称反应相对容易进行.1992年,Doyle和Müller等[2]报道了手性铑催化剂[Rh2(5R-MEPY)4]促进的末端炔烃和重氮醋酸酯之间的不对称环丙烯基化反应(Scheme 1a).随后各种手性催化剂包括[Rh2(OAc)-(DPTI)3][3]、Ir(salen)衍生物[4]和[Co(3,5-diMes-Chen-Phyrin)][5]等被先后报道用于末端炔烃和单取代重氮化合物的不对称[2+1]环加成反应.     

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%.     

D-甘露醇衍生的手性亚磷酸酯配体：合成及应用于铑催化α-脱氢氨基酸酯不对称氢化

以1,2:5,6-双亚环己基-D-甘露醇为手性骨架,合成含有联苯基团的新型手性tropos配体;分别以1,2:5,6-双异丙叉-D-甘露醇和1,2:5,6-双亚环己基-D-甘露醇为原料,合成系列双齿亚磷酸酯配体,将这些配体应用于铑催化α-乙酰氨基肉桂酸甲酯5a和α-苯酰氨基肉桂酸甲酯5b氢化反应中,考察配体结构,溶剂,底物/催化剂的摩尔比对反应对映选择性的影响,优化了反应条件;在底物是α-乙酰胺基肉桂酸甲酯时,配体的双异丙叉骨架与(R)-联萘部分是匹配组合,反应对映选择性高达93.5%.在优化的反应条件下,尝试七个苯环含不同取代基团的底物,无论供电子基团在芳环的邻位还是对位,其氢化产物的对映选择性均高于相应位置为吸电子基团的.     

螺[4,4]-1,6-壬二烯骨架手性双膦配体的合成

从方便易得的原料出发,以钯催化的烯基三氟甲磺酸酯与二苯基膦氧化物的偶联反应为关键步骤,合成了螺[4,4]-1,6-壬二烯骨架的手性双膦配体1.其中,关键中间体5的拆分是通过半制备手性液相色谱实现的,并通过该化合物的X射线单晶衍射分析确定了其中螺碳原子的绝对构型.配体(S)-1的Rh(I)络合物在α-乙酰氨基肉桂酸的氢化中表现出中等的对映选择性(53%ee).配体(S)-1的Cu(I)络合物能以较好的反应活性实现苯乙酮的不对称氢化,产物的对映体过量可以达到67%.     

Ni(0)催化炔醛偶联反应中配体作用的理论研究

本文运用密度泛函理论(DFT)计算,研究了Ni(0)催化炔烃与醛分子间还原偶联反应的机理,确定了该反应最优反应路径是氧化环化、转金属以及还原消除.计算结果表明,无论使用IMes还是SIPr作为配体,反应的区域选择性都由氧化环化步控制;而硅烷的转金属化是整个反应的决速步.这不同于以往对Ni(0)催化炔醛还原偶联反应的理论研究.理论计算表明,当使用IMes作为配体时,主要产物为2-甲基-3-苯基烯丙基硅醚;当使用SIPr作为配体时,主产物则是3-甲基-2-苯基烯丙基硅醚.无论从主产物还是区域选择性,本文的计算结果都与实验报道一致.本文使用反应路径形变-结合能模型研究了IMes作为配体时的区域选择性.结果表明,形成主产物时具有较低的形变能.也就是说,过渡态中炔烃部分与苯基折叠程度较小,共轭程度更大,因此主产物为2-甲基-3-苯基烯丙基硅醚.本课题组还使用2D投影图模型研究了空间效应对不同配体的影响.结果表明,当使用IMes配体时,由于配体体积较小,可以容纳苯基在其周围,从而减小了炔烃上的苯基与醛上苯基的排斥;而使用大位阻的SIPr作为配体时,配体与炔烃上的苯基排斥很大,从而不利于2-甲基-3-苯基烯丙基硅醚的生成.     

藉镍催化的1,1-二溴-1-烯烃与卤代芳烃的类Sonogashira反应合成二取代炔烃

很容易从醛和四溴化碳及三苯膦反应制备的1,1-二溴-1-烯烃在有机合成中是一个非常重要的原料.它广泛地应用于在钯催化下与有机硼酸、有机锡化合物、炔烃、有机锌试剂和Grignard试剂的交叉偶联反应[1-4].除此之外,1,1-二溴-1-烯烃与三丁基锡化氢的氢解反应,1,1-二溴-1-烯烃被氢负离子的还原,1,1-二溴-1-烯烃与金属钐和二碘化钐进行的还原脱溴反应,1,1-二溴-1-烯烃与胺的反应业已报道[5,6].Shen近来研究了钯催化下1,1-二溴-1-烯烃在不同膦配体的存在下于DMF溶液中的自身偶联反应和与末端炔烃的交叉偶联反应[7].     

DpenPhos/Rh(I)催化的β-脱氢氨基酸酯的不对称氢化反应

本文研究了一类结构可调手性单齿亚磷酰胺配体DpenPhos在Rh(I)催化的E和Z型β-脱氢氨基酸酯的不对称催化氢化反应中的应用.经过系统的反应条件和配体结构优化,发现N原子上含有H的亚磷酰胺配体与Rh(I)形成的催化剂通常比N原子上不含H的配体表现出更高的反应活性.在E型β-脱氢氨基酸酯的不对称氢化反应中,催化剂(R,R)-3k/Rh(I)表现突出,可以实现底物的常压催化氢化,取得了92%～96%的对映选择性,催化剂用量可降低至0.2 mol%;对于Z型β-脱氢氨基酸酯的不对称氢化反应,则(R,R)-3l/Rh(I)为最优催化剂,可以获得92%～98%ee值的氢化产物,特别是对于β-芳基取代衍生物的氢化反应,相应氢化产物的ee值可以达到96%～98%.该类催化剂为天然或非天然光学活性β氨基酸的合成提供了一个简便、高效的方法.     

丝光沸石催化愈创木酚选择性烷基化反应的研究

本文研究了氢型丝光沸石催化愈创木酚(1)与莰烯(2)的选择性烷基化反应. 该烷基化反应产物萜基愈创木酚(3～6)中含5-异莰基愈创木酚(3a)25.0%, 经氢化, 氢解得萜基环己醇混合物, 含人造檀香主要成份反式-3-异莰基环己醇(7a)23.0%. 通过IR, ^1H NMR 和MS鉴定了烷基化产物色谱图中的5个主要化合物.     

不对称三芳基三氮唑的钴配合物中三氮唑-吡啶间二面角的反常变化

以3-对甲氧基苯基-4-对溴苯基-5-(2-吡啶基)-1,2,4-三氮唑(L)作为配体,合成了1个钴配合物[CoL2(H2O)2](ClO4)2.2C2H5OH,对其进行了红外、电喷雾质谱、热重分析和单晶结构表征,该配合物属于单斜晶系,空间群P21/n,a=0.876 3(5)nm,b=3.384 4(18)nm,c=0.920 3(5)nm,β=102.961(8)°,V=2.660(2)nm3,Z=2,R1=0.064 4。单晶结构表明,钴离子处于1个扭曲的八面体配位环境中,2个水分子呈反式配位,每个配体L通过三氮唑上的1个氮原子和吡啶氮原子参与配位。配体配位后三氮唑-吡啶间二面角反而变大。热重分析表明该配合物在345℃开始发生分解。     

一维链状Cd(Ⅱ)配位聚合物的合成、晶体结构及荧光性质

由Cd(CH3COO)2、间苯二甲酸(H2L)和柔性含氮配体2,2′-二[2-(2-吡啶)苯并咪唑]乙醚(bpb)反应,得了一种新型配合物[Cd2( L)2 (bpb)],通过元素分析、红外光谱和X-单晶衍射等对配合物的结构进行了表征.结果表明配合物属单斜晶系,空间群P2/c,晶胞参数a=0.931 8(5),b=1....     

辅酶Q10的重要中间体——(2E,6E)-8-乙酰基-2,6-甲基-2,6-辛二烯-1-醇的合成

在CH2Cl2-H2O-NaCl溶液中,香叶醇的末端烯丙基经电解转变成烯丙基氯化物(2),2与二甲胺反应生成末端烯丙基胺(3),3再用过氧乙酸氧化形成烯丙基二甲基胺氧化物后,通过[2,3]-σ重排,再经锌粉还原得到辅酶Q10的重要中间体——2E,6E)-8-乙酰基-2,6-甲基-2,6-辛二烯-1-醇(7),7的结构经1H NMR和IR表征,且全为末端反式烯丙型醇。     

2-氮杂双环[3.1.0]己烷-3-羧酸的不对称合成

设计了以D-谷氨酸或L-谷氨酸为原料,经氨基保护、4-二甲氨基吡啶(DMAP)催化环合、还原脱水成烯、不对称Simmons-Smith反应、水解,高立体选择性合成2-氮杂双环[3.1.0]己烷-3-羧酸的路线.用1H NMR,13C NMR,单晶X衍射等对中间体及目标产物进行了结构表征.优化了DMAP催化环合、Simmons-Smith和水解反应的工艺条件,结果表明,DMAP催化环合反应在原料比为n(DMAP)∶n(二碳酸二叔丁酯)∶n(吡啶)=0.40∶4.0∶1.0条件下,(R)-5-氧代吡咯-1,2-二甲酸二叔丁酯的收率可达82%;Simmons-Smith反应随着反应时间延长,顺式结构与反式结构含量比不断变化,直到反应时间为19.5 h时,顺式与反式达到最佳比为6∶1,收率为75%.总收率达30%,de值72%.     

钯-单膦催化剂在烯烃不对称硅氢化反应中的应用

烯烃的不对称硅氢化反应作为合成手性仲醇的一种重要方法,受到了国内外众多学者的关注.研究表明,钯-单膦催化剂对该类反应有着优异的催化活性和选择性.由于结构稳定、易于合成及修饰、催化性能独特等优点,手性单膦配体取得了迅速的发展.其中,基于二茂铁骨架的平面手性膦配体、基于联芳基骨架的轴手性膦配体以及手性亚磷酰胺酯配体在烯烃的不对称硅氢化反应中取得了优异的催化效果.详细总结了近年来钯-单膦催化剂催化的烷基烯烃、苯乙烯及其衍生物、1,3-二烯烃等底物的不对称硅氢化反应研究进展,并对其发展前景进行了展望.     

膦酰保护基促进选择性Hay偶联制备非对称1,3-二炔（英文）

报道了芳香末端炔烃与单膦酰基-保护二炔的选择性Hay偶联反应. Ph_2P(O)的极性使得产物非对称1,3-二炔易与副产物分离.单膦酰基-保护二炔的低反应活性减少了自身氧化偶联,从而提高了目标产物的产率.很多芳香末端炔烃与单膦酰基-保护二炔都能应用于本Hay偶联反应,且相应非对称1,3-二炔产物的产率为中等到好.产物非对称1,3-二炔能用于合成非对称炔-二炔烃及环多炔烃.     

可见光促进的炔烃的双官能团化反应

炔烃是一类易于制备且来源广泛的化合物,具有很高的反应活性.炔烃的双官能团化反应是一种直接、高效地构建各类有用分子骨架的策略.可见光作为一种绿色、清洁、来源广泛且丰富的能源,近几年在化学领域受到广泛关注,在烯烃的双官能团化等反应中有着重要应用.可见光促进的炔烃双官能团化反应在过去几年也得到了迅猛的发展.本综述从可见光促进的自由基历程,以及可见光促进与过渡金属联用两个方面讨论了可见光促进的炔烃双官能团化反应.可见光催化剂具有独特的单电子氧化还原特性,可与底物发生单电子转移,生成相应的自由基.一方面,各类型自由基如碳(sp~3, sp~2)自由基和杂原子(P, S, N, Se, Br, O)自由基可在可见光促进下生成,与碳碳叁键发生自由基加成反应后,生成的烯基自由基在之后的转化中形成双官能团化产物.自由基加成炔烃策略已被应用于一系列有用分子骨架的构建.然而,该策略在内炔烃及脂肪族炔烃上表现不佳.同时,其区域选择性和立体选择性也尚待提高.作为补充,可见光促进的单电子氧化还原形成1,3-偶极子与炔烃发生环加成反应的策略也在近期得到发展,但该类反应因需要特定的反应前体而受到限制.另一方面,可见光促进的单电子氧化炔烃,进而与亲核试剂反应的方法同样在近期得到发展.该方法为炔烃的双官能团化反应提供了新的思路.然而,炔烃较高的还原电势是该方法尚待解决的一个难题.利用过渡金属配合物可与叁键配位发生环金属化或者插入反应的特性,采用可见光促进与过渡金属联用策略来实现炔烃的双官能团化反应也受到研究者的重视.金属配合物在可见光照射下被活化,活化后的金属物种可与炔烃反应生成烯基金属物种,该物种为炔烃双官能团化的活性中间体.该策略可以高效地转化内炔烃和末端炔烃,同时其产物具有较高的区域选择性.然而,该策略对脂肪族炔烃的转化效率尚待提高,其产物的立体选择性问题仍需要解决.同时,发展地球丰产金属如铁、钴、镍等与可见光共同促进的炔烃双官能团化反应是该策略的发展方向之一.综上,我们总结并介绍了可见光促进的炔烃双官能团化反应.我们相信该类反应的独特的反应历程,温和的反应条件以及反应特性将会吸引更多的科学家投入研究.     

新型“NH-叔丁亚砜-烯”配体的合成及其在转移氢化反应中的应用

邻叔丁基亚砜苄胺与2-乙烯基苯甲醛(或2-苯乙烯-苯甲醛)经缩合反应制得亚胺,再经硼氢化钠还原合成了两个新型的NH-叔丁亚砜-烯类三齿柔性配体(4a和4b),其结构经1H NMR,13C NMR和HR-MS表征。考察了4a或4b与Ir的络合物催化苯乙酮的转移氢化反应,转化率分别为94%和51%。     

双-2-萘甲酸烷基酯的分子内类立方烷光二聚体的手性拆分

双-2-萘甲酸多亚甲基二醇酯(N-Mn-N,n=2,3,4,5)在环己烷中进行光二聚反应的效率和产物的结构明显受链节长度的影响.N-M3-N生成反式-头头和顺式-头头两种结构的类立方烷,而N-M4-N和N-M5-N高产率、高区域选择性地生成反式-头头结构的类立方烷.更有意义的是,我们利用高效液相色谱成功拆分了反式-头头结构的分子内光二聚产物.     

配合物构型、配体结构及反式效应对Ru(Ⅱ)吡啶类配合物中NO2配体在酸催化下反应机理的影响

顺-Ru(bpy)2(NO2)2和反-Ru(bpy)2(NO2)2(bpy=2,2-联吡啶)组成完全相同,但配合物的构型不同.反-Ru(bpy)2(NO2)2和反-Ru(py)4(NO2)2(PY=吡啶)两个配合物构型相同,辅助配体相同,但主配体有差异.本文通过在不同或相似条件下,上述三个配合物中辅助配体NO2-在酸催化下的反应结果的对比,探讨了配合物中的NO2-在酸催化下的反应机理(缔合或解离)与配合物构型、配体结构以及配体反式效应性质之间的关系.当反应配体对位为NO2-等反式效应较强的基团时,反应倾向于以解离机理发生配体取代反应.若对位为OH-等反式效应较弱的基团时,倾向于发生No2-配体的分解反应.在顺式联吡啶二硝基化合物中.酸催化下只发生配体分解反应.通过对比得出,处于反应配体(No2-)反位的配体的性质,特别是反式效应性质的强弱,会明显影响或改变配体取代反应的机理(解离或缔合)或反应类型(取代或分解),有时甚至是影响反应机理或反应方式的主要因素.无论在反式还是在顺式构型的配合物中,bpy的约束构型会影响过渡态的稳定性,进而影响反应发生的机理.     

零价钯和苯甲酸共催化内炔烃氢胺化反应机理的理论研究

通过密度泛函方法(DFT)研究了零价钯和苯甲酸共催化内炔烃氢胺化反应的机理.计算研究表明,文献中推测的通过苯甲酸的O—H键氧化加成到零价钯上形成钯氢中间体并不是启动该反应的有利途径.机理如下:在零价钯炔烃复合物上,苯甲酸可以通过质子转移到炔烃的途径得到二价烯基钯中间体,生成的羧酸根阴离子可以进一步辅助底物发生β-氢消除反应生成联烯中间体,随后在零价钯联烯复合物上,再次通过苯甲酸质子转移得到烯丙基钯中间体,最后胺亲核进攻烯丙基末端碳得到最终氢胺化产物.     

(8R,8aS)-及(8R,8aR)-8-羟基-5-吲哚里西啶酮的不对称合成:两个有用的羟基吲哚里西啶合成砌块

以3-苄氧基哌啶-2,6-二酮衍生物20为起始原料,分别合成了两类新的合成砌块(8R,8aS)-及(8R,8aR)-8-羟基-5-吲哚里西啶酮19a/19b和15a/15b.19a/19b的合成是基于反式非对映立体选择性还原烷基化反应(dr=93:7),接着经4步转化而成;而化合物15a/15b的制备则以双烯29的RCM反应为关键步骤,再经顺式立体选择性催化氢化(dr=91:9)反应完成.此外,还原化合物15a得到了(8R,8aR)-8-羟基-5-吲哚里西啶18.