α-氰醇的生物催化合成新进展

总结了近10年来生物催化不对称合成α-氰醇的新进展.分别介绍了对羟腈裂解酶催化机理的新表述、反应体系(包括对酶的改造、反应介质、反应器)的新研究以及一系列醛(酮)的氢氰化反应.     

醇腈酶促不对称合成手性氰醇反应条件的研究

利用气相色谱手性分析,对醇腈酶促不对称合成手性氰醇中的pH值、温度、底物浓度和水含量对酶反应速度和非酶反应速度的影响作了研究。结果表明,上述因素对酶反应和非酶反应速度均有显著影响。在水含量较低的非水相酶反应体系中,pH值在4．0以下或反应温度为0－5℃时,非酶反应受到较大程度的抑制,而酶反应仍具有相对较快的反应速度,故可获得高光学纯度的产物。     

α-氰醇立体选择性合成新进展

总结了近十年来立体选择性合成α-氰醇的最新进展, 包括金属配合物催化的醛、酮类底物的立体选择性氢氰化和硅氰化反应, 不含金属的有机小分子催化剂催化的醛、酮类底物的立体选择性硅氰化反应以及生物催化的立体选择性氢氰化反应. 另外对部分反应中涉及的机理也作了介绍.     

三碘化钐催化的一锅法合成α-胺基腈化合物

在三碘化钐催化下,羰基化合物(醛、酮)、胺(伯胺、仲胺)和三甲基氰硅烷(TMSCN)能进行Strecker反应,以良好的收率得到相应的α-氰基化合物.在该反应条件下,底物中的官能团(硝基、碳碳双键和卤素等)不受影响.     

α-氰醇甲磺酸酯与丙二酸酯的亲核取代反应合成α-芳基腈类化合物

报道了无过渡金属存在下α-氰醇甲磺酸酯与丙二酸酯的亲核取代反应.该方法的原料廉价易得,操作简便,反应条件温和,具有良好的底物适用性和官能团兼容性,以较好的产率得到了一系列重要的丙二酸酯取代的α-芳基腈类化合物.更重要的是,该方法也适用于非对称的丙二酸酯和酰基酯类底物.     

烯丙基溴化钐与α,β-不饱和醛酮反应合成高烯丙基醇

烯丙基溴与金属钐在室温条件下、THF溶剂中反应生成中间体烯丙基溴化钐,烯丙基溴化钐再与α,β-不饱和醛、酮反应生成高烯丙基醇.烯丙基溴化钐与α,β-不饱和醛、酮发生1,2-加成反应,其与α,β-不饱和酮的反应几乎定量进行,表明该反应具有很好的区域选择性.产物的结构通过IR,1H NMR和MS光谱确证.     

阴离子交换树脂催化醇的氰乙基化反应

利用阴离子交换树脂为催化剂，进行了醇的氰乙基化反应，对影响反应的诸因素进行了讨论。     

α-二酮的铟促水相烯丙基化研究

以6,7-十二烷二酮(或1,2-环烷基二酮)和3-碘-2-碘甲基-1-丙烯为原料,铟粉为催化剂,在水相中经烯丙基化反应合成了4个新型的单烯丙基化产物[7-羟基-7-(2-碘甲基-烯丙基)-十二烷-6-酮和2-羟基-2-(2-碘甲基-烯丙基)-环烷酮]和3个新型的双烯丙基化产物{4-亚甲基-1,2-二戊基-1,2-环戊二醇,2-羟基-2-[2-(1-羟基-2-羰基-环癸基甲基)-烯丙基]-环癸酮和2-羟基-2-[2-(1-羟基-2-羰基-环十二基甲基)-烯丙基]-环十二烷酮},其结构经1H NMR,IR和HR-MS表征。     

α-氨基腈的阳极氰化合成反应研究

通过阳极氰化N-苄基哌啶合成具有六元环结构的α-氨基腈.研究发现恒电流条件下使用小电流、CH30H/H2O或CH3CN/H2O作为溶剂、Et4NOTs或Et4NBr等季铵盐作为表面活性剂均可以获得较好的结果.石墨作为阳极材料可获得与铂类似的实验结果.在0.9～1.4 V(vs.SCE)、较低温度、较低的底物浓度的恒电位电解条件下,可获得较高收率(》 90%)的α-氨基腈.根据以上结果分析了反应的机理并解释了α-氨基腈的异构体数量决定于中间体在电极表面的吸附状态.     

路易斯碱-硼自由基在硼化反应、自由基催化和还原反应中的应用

自由基反应具有高效迅捷、选择性优良及官能团容忍性好等优点,是构建有机化合物的有效策略和方式之一.路易斯碱-硼自由基具有独特的结构和反应性能,在有机合成中表现出了良好的应用潜力.总结了我们课题组在路易斯碱-硼自由基促进的有机分子转化方面取得的一些进展.研究成果主要包括以下三个方面:路易斯碱-硼自由基促进的硼化反应、路易斯碱-硼自由基催化反应,以及路易斯碱-硼自由基引发的还原反应.这些反应具有条件温和,官能团容忍性好,产率高,化学、区域选择性好等优点.     

手性Lewis酸催化三甲基氰化硅与醛的不对称加成--手性α-氰醇的合成

综述了近年来有关手性Lewis酸催化下三甲基氰化硅与醛反应生成手性α-氰醇的报道.参考文献6篇.     

新型氰化物在Strecker反应合成α-氨基腈中的应用

α-氨基腈是合成多种氨基酸的重要中间体,广泛应用于化学、生物、医药等领域。Strecker反应作为最重要的合成α-氨基腈的方法一直受到研究者们极大的关注,但由于传统Strecker反应以剧毒HCN为氰源,危险性大,操作条件苛刻,严重限制了该反应的发展,因此,寻找一种无毒、环境友好的新型氰化物将是解决这一问题的关键。本文将近十年来报道较多的新型氰化物分为TMSCN(三甲基硅氰)、金属氰化物、有机氰化物三类,综述了这三类氰化物在由Strecker反应合成α-氨基腈中的研究进展,重点阐述了以TMSCN为氰源的Strecker反应的催化剂开发及催化机理,介绍了多种常用的金属氰盐和有机氰化物在Strecker反应合成α-氨基腈中的应用情况,并展望了Strecker反应合成α-氨基腈的研究方向。     

Co-N-C体系催化α-芳香醇氨氧化直接制备α-芳香腈

以Co(NO3)2·6H2O和1-丁基-3-甲基咪唑氢溴酸盐为前驱体,Vulcan XC72R为载体,采用浸渍法制备负载型Co-N-C催化剂,使用XRD、XPS、HRTEM等手段对其结构进行了表征.以α-芳香醇催化氨氧化合成α-芳香腈为考察对象,对其催化性能进行了评价.例如,在O2压力为0.5 MPa,反应温度为120...     

修饰金鸡纳碱催化的不对称烯丙基烷基化反应

以修饰金鸡纳碱的手性叔胺为催化剂,Morita-Baylis-Hillman碳酸酯与α-取代的β-酮酸酯经不对称烯丙基烷基化反应,以中等收率及较好的非对映选择性和对映选择性合成了一系列具有连续季碳叔碳手性中心的新型烷基取代β-酮酸酯类化合物,其结构经1H NMR和13C NMR表征。     

水相中硼酸催化的α-氨基腈的合成

报道了以水为溶剂,硼酸为催化剂,室温下通过三组分Strecker反应合成α-氨基腈类化合物的方法,考察了不同溶剂及催化剂对反应的影响。与经典的Streaker反应相比,它具有产率高、反应时间短和环境友好等优点。目标化合物的结构经1HNMR、IR确证。     

铜催化芳基(或烷基)卤化物选择性烯丙基化反应研究

以溴代芳烃和烯丙基乙酸酯为反应原料,发展了一种铜催化高效构建碳碳键的交叉偶联方法.该方法通过“一锅法”策略,有效避免了预制金属有机试剂的使用,在较温和条件下即可实现烯丙基类化合物的高区域选择性制备.     

铁催化酮羰基的硼化反应合成α-羟基硼酸酯

报道了一种铁催化烷基酮类化合物硼化合成三级α-羟基硼酸酯的反应,使用了可商业购买的FeBr₂作为催化剂,加入醇作为添加剂来加速反应的进行,同时避免副反应的发生.通过该方法合成了一系列三级α-羟基硼酸酯化合物,反应具有很好的底物兼容性以及官能团兼容性.该铁催化剂对于大位阻的酮类化合物的硼化反应,表现出优于铜催化的活性.同时该反应可应用于克级规模的制备,随后通过对三级α-羟基硼酸酯的C-O键进行官能化,将所得的三级α-羟基硼酸酯转化为三级烷基硼酸酯以及偕二硼、偕硅硼类化合物.     

手性路易斯碱和过渡金属协同催化反应的进展

近年来过渡金属与以苯并四咪唑类化合物为代表的手性路易斯碱协同作用下的不对称催化反应取得了重要的进展,包括芳基醋酸酯α衍生化及乙内酰脲、二氢喹啉酮等结构的合成、双手性中心烯丙基化反应和α-氨基酸衍生物合成等.这些反应在有机合成中有广阔的应用前景.本文将对这类反应的研究进展做简要的介绍.     

新型有机小分子催化剂的合成及其在α-酮亚胺基酯的不对称氢化硅烷化反应中的应用

杂环芳香酸和手性氨基醇通过缩合反应制备了9个新型手性有机小分子催化剂(3a～3i),其结构经1H NMR, 13C NMR和MS表征.3用于催化α-酮亚胺基酯的不对称氢化硅烷化反应(三氯硅烷为还原剂),可得到高收率和中等对映选择性的手性α-氨基酸酯.     

底物中硅原子对苦杏仁醇腈酶催化不对称转氰反应的影响

 对比研究了不同条件下苦杏仁醇腈酶催化乙酰基三甲基硅烷及其碳结构类似物3,3-二甲基-2-丁酮的转氰反应. 结果表明,苦杏仁醇腈酶催化乙酰基三甲基硅烷转氰反应的初速率及对映体选择性均高于其碳结构类似物在同一条件下的对应值. 动力学研究结果表明,苦杏仁醇腈酶催化乙酰基三甲基硅烷转氰反应的表观动力学参数为Km=27.12 mmol/L和vmax=7.05 mmol/(L·h),活化能为51.92 kJ/mol. 苦杏仁醇腈酶催化3,3-二甲基-2-丁酮转氰反应的表观动力学参数为Km=146.58 mmol/L和vmax=2.52 mmol/(L·h),活化能为75.04 kJ/mol. 根据硅原子的特性及酶反应机理合理解释了实验结果.