基于α-溴代酮的催化不对称合成3,3-螺环丙基吲哚酮和乙烯基环丙烷（英文）

在甲基化奎尼丁(20mol%)的催化下,分别实现了α-溴代酮与3-(取代亚甲基)吲哚酮和缺电子1,3-二烯的高度非对映选择性和对映选择性的环丙烷化反应,以46%～99%收率、高达98%ee和20∶1 dr生成相应的3,3-螺环丙基吲哚酮和乙烯基环丙烷.通过催化的氮叶立德策略,成功发展了一种用于上述手性化合物的简便合成方法.     

不对称催化合成手性α-氨基酮

“对映异构”是有机化学中的基本概念,也是本科有机化学教学中的重点和难点内容。现有有机化学实验教材中关于对映体合成的实验极其有限,通过不对称催化来实现对映体合成的教学案例尤其少见。本文拟将文献报道的手性布朗斯特酸催化合成α-氨基酮的三组分不对称还原胺化反应开发为教学实验,通过同小组学生使用手性构型不同、取代基不同的催化剂来催化该反应,探究催化剂结构对对映选择性控制结果的影响,并引入核磁共振、比旋光度测定、手性高效液相色谱等分析技术,应用于所合成的手性化合物的结构鉴定、构型判断和对映体过量的测定。这是将现在常规的两组分、非手性合成教学实验升级到多组分、手性合成教学实验的新举措。结果表明,该实验重复性好、时长合适,同时兼具复杂性、探究性和创新性。它的实施有利于学生学习复杂化学反应操作、理解复杂化学反应历程、分析立体选择性控制影响因素以及培养学生进行创新性实验研究的能力。     

氮杂环卡宾催化烯酮与氰基查尔酮的[4+2]不对称环加成反应

报道了氮杂环卡宾催化烯酮与氰基查尔酮的[4+2]不对称环加成反应. 通过L-焦谷氨酸衍生的大位阻卡宾催化烯酮与氰基查尔酮反应,以良好的产率、良好的顺反选择性和优良的对映选择性得到相应的手性多取代二氢吡喃酮类化合物.     

催化不对称[8+2]环加成反应构建环庚三烯并吡咯烷-3,3'-吲哚酮

设计了azaheptafulvenes作为偶极子与N-Boc-3-烯基吲哚酮反应,用来构建螺环[吡咯烷-3,3'-吲哚酮]衍生物.在1mol%手性氮氧-Ni(II)配合物催化剂条件下,该不对称[8+2]环加成反应以高的收率(90%~99%收率),好的非对映选择性(高达97∶3 dr)和优异的对映选择性(92%~99%ee)得到手性环庚三烯并螺环[吡咯烷-3,3'-吲哚酮]衍生物.     

手性胺盐催化的α,β-不饱和酮的不对称环氧化反应

以手性胺衍生的有机催化剂催化α,β-不饱和酮的不对称环氧化反应, 考察了手性胺的结构、氧化剂的种类和溶剂对反应立体选择性的影响. 结果表明金鸡纳碱衍生9-氨基(9-脱氧)表辛可宁(A6)催化α,β-不饱和酮的不对称环氧化反应时, 其光学产率可达84% ee. 通过共价键负载于β-环糊精的手性胺在查尔酮的不对称环氧化反应中也显示出立体诱导作用.     

金属钐作用下α,α′-二溴代烷基酮与1,3-二烯的[3 4]环加成反应

α,α′-二溴代烷基酮与环状共轭二烯烃(环戊二烯,呋喃)在金属钐粉和磺化亚铜(10％)作用下,高产率地得到[3 4]环加成产物。与开链共轭二烯烃作用没能得到环加成产物,却高产率地得到α,α′-二溴代烷基酮自身偶合产物环戊烯酮衍生物。     

有机小分子催化的β-酮酯不对称α-官能化反应

有机小分子催化的不对称反应是目前有机化学的研究热点之一。β-酮酯是一类具有活泼次甲基的软亲核试剂,可以在有机碱或者金属路易斯酸的催化下进行α-官能化反应。本文详细介绍了有机催化的β-酮酯不对称α-官能化反应的最新研究进展,并对不同亲电试剂参与β-酮酯的α-官能化反应进行了简要评述。     

取代1-吲酮的α-溴代反应

从取代3-苯丙酸出发,在多聚磷酸中直接环合(或先生成酰氯,再以三氯化铝催化环合)得到12个取代1-吲酮(Ⅰa~Ⅰl)。Ⅰ10 mmol溶于40 mL混合溶剂[V(乙酸乙酯)∶V(氯仿)=1∶1]中,搅拌下回流,分3批加入溴化铜(60%,24%和16%),经α-溴代反应得取代2-溴-1-吲酮(Ⅱa~Ⅱl,其中Ⅱf,Ⅱj,Ⅱk和Ⅱl未见文献报道),收率67.2%~91.5%。新化合物的结构经1H NMR确证。     

手性铜催化剂催化的α-重氮酮的环化反应

首次用手性(β-二酮)-铜配合物Cu(dcm)2来催化α-重氮酮的分子内环化反应,获得很高的化学产率和中等程度的光学收率,并考察了底物结构对反应的化学产率和光学收率的影响.     

手性1,2-二苯基-1,2-乙二胺及其衍生物在不对称合成中的应用

含有C2 对称轴的1,2-二胺在不对称合成中得到了广泛的应用.综述了手性1,2-二苯基-1,2-乙二胺及其衍生物的合成,以及作为手性辅助基和手性配体在不对称合成中的应用.     

微波辐射下离子液体催化合成α-溴代芳基酮

在微波辐射下,离子液体催化苯乙酮或取代苯乙酮和N-溴代丁二酰亚胺(NBS)反应合成了7种α-溴代芳基酮,收率为73%～95%.最佳反应条件为:甲醇为溶剂,n(芳基酮)∶n(NBS)=1∶1,酸性离子液体MIM-PS-CH3SO3H为40 mol%,微波辐射功率为50或250 W.该反应时间短、产率高、环境友好、后处理方便、催化剂可重复使用.产物的结构经1H NMR,IR确证.     

铜催化α-重氮酮对硼氢键的不对称插入反应

手性有机硼化合物在有机合成、医药、材料等诸多领域中有广泛的应用,发展该类化合物的高效合成方法一直广受关注.此前,我们发展了过渡金属催化卡宾对硼氢键(B—H)的插入反应,并实现了α-重氮酯对B—H键的不对称插入反应.本文以手性螺环双噁唑啉配体和铜的络合物作为催化剂,首次实现了α-重氮酮对膦-硼烷加合物的B—H键不对称插入反应,获得了较高的收率和高达83%ee的对映选择性.该研究成果是为数不多的以α-重氮酮作为卡宾前体的不对称杂原子氢键插入反应,为手性α-硼取代酮化合物这类新的有机硼化合物的合成提供了有效方法.     

不对称Kabachnik-Fields反应合成研究进展

不对称三组分Kabachnik-Fields反应合成光学活性的α-氨基膦酸酯,由于其多组分反应自身所具有的独特优势,近年来已成为一个非常有吸引力的研究领域.从手性催化剂催化和光学活性底物诱导两方面综述了不对称Kabachnik-Fields反应合成手性α-氨基膦酸酯及其衍生物的最新研究进展,重点介绍了手性催化剂与手性底物构型对反应立体选择性的影响及其有关反应机理.最后提出了不对称多组分Kabachnik-Fields反应研究中存在的一些问题,并对其今后的发展方向进行了展望.     

Brevibacterium epidermidis催化酮不对称还原胺化合成(S)-手性胺

光学纯手性胺是一类非常重要的手性化学品,作为手性砌块和手性拆分剂广泛用于医药、农业化学品、精细化学品等产品的合成中.据统计,美国FDA近年来批准的约40％药物中都含有一个或多个手性胺结构单元.胺脱氢酶(AmDH)是由氨基酸脱氢酶改造而来的一类催化酮不对称还原胺化的新酶,其在手性胺的合成中展现出较强的潜力,已引起国内外学术界和工业界的广泛关注.这是因为该酶能够利用廉价的无机铵为胺供体,且具有催化效率高、原子经济性好和环境友好等优点.迄今为止已经有数个高效的胺脱氢酶被成功开发和报道,但是这些通过蛋白质工程改造的胺脱氢酶均为(R)-选择性,因此只能合成(R)-选择性的手性胺,遗憾的是还未见有(S)-选择性胺脱氢酶的报道.因此,本文主要目的是期望从自然环境中鉴定能够不对称还原胺化酮合成(S)-手性胺的微生物,进而从中分离得到能够以无机铵作为胺供体合成(S)-手性胺的(S)-选择性酶.本文首先利用苯乙胺作为唯一氮源,从土壤中筛选能够利用苯乙胺生长的菌株,进而利用苯乙酮作为初筛底物对得到的菌株进行胺化能力筛选,再利用(4-氟苯基)丙酮作为模式底物进行进一步的筛选.幸运的是,我们获得了能够利用无机铵作为胺供体催化(4-氟苯基)丙酮不对称还原胺化合成(S)-4-氟-α-甲基苯乙胺的菌株,经过16S RNA鉴定为表皮短杆菌,命名为B.epidermidis ECU1015.接下来,我们对B.epidermidis ECU1015催化的胺化反应中的关键参数如胺基供体及其最适浓度、反应温度、pH值和底物浓度等进行了优化,确定最佳反应条件:胺供体为NH4Cl(1.25 mol/L),反应温度为30°C,KPB缓冲液(200 mmol/L,pH 7.5),底物浓度10 mmol/L.最后,在最适的反应条件下,我们对B.epidermidis ECU1015催化的底物谱进行了研究.结果表明,该微生物不能催化大位阻芳香酮和链状酮的胺化,对位阻较小的苯乙酮及(4-氟苯基)丙酮具有较好的还原胺化能力,而且对苯环上带有吸电子取代基的酮化合物具有更好的转化效果.经手性分析,所有生成的手性胺均为(S)-构型,产品的光学纯度均>99％.B.epidermidis催化酮不对称胺化所形成的产物构型均为(S)-选择性,这不同于已报道的(R)-选择性胺脱氢酶.该菌株的发现为(S)-选择性胺脱氢酶的进一步鉴定奠定了一定的研究基础,相关蛋白的分离纯化工作正在进行.     

(S)-2-吡咯烷基甲醇衍生物催化α,β-不饱和酮的不对称环氧化反应

采用以L-脯氨酸为原料合成的5种手性β-氨基醇作为有机小分子催化剂,用于催化α,β-不饱和酮的不对称环氧化反应。考察了影响对映选择性的催化剂结构、氧化剂种类、溶剂、反应温度等因素。结果表明,催化剂的结构、氧化剂的种类、反应的溶剂对对映选择性和化学产率影响较大,而反应温度在室温至-20℃范围内,对反应的对映选择性和化学产率影响不明显。当以叔丁基过氧化氢(TBHP)为氧化剂、正己烷为溶剂、在室温下、以(S)-2-吡咯烷-α,α-二(α-萘基)甲醇(2b)作催化剂时,所得环氧化物的对映体过量最高为84.6%e.e.,产率最高为89.7%。通过1H NMR对所得环氧化物4的结构进行了表征,并利用手性色谱柱通过高效液相色谱法(HPLC)对产物4的对映体过量进行了测定。     

L-脯氨酸催化下甲基酮和1-芳基-2,2,2-三氟乙酮的不对称Aldol反应

Direct asymmetric aldol addition of methyl ketones to 2,2,2-trifluoro-1-phenylethanone and its ring-substituted derivatives was achieved using L-proline as a chiral promoter. Various optically active β-trifluoromethyl-β-hydroxy ketones were obtained in almost quantitative yields with moderate enantioselectivities up to 64 % ee.     

铑和手性螺环磷酸协同催化α-芳基重氮酮对醇的O-H键的不对称插入反应

过渡金属催化卡宾对O-H键的不对称插入反应是合成手性醇及其衍生物的直接方法.近年来,人们发展了多种手性催化剂实现了重氮酯衍生的金属卡宾对醇、酚、羧酸甚至水的O-H键的高对映选择性插入反应,但是重氮酮作为卡宾前体的不对称O-H键插入反应鲜有成功的例子.以非手性双铑络合物和手性螺环磷酸组成的协同催化体系,首次实现了α-重氮酮对醇的O-H键的不对称插入反应,获得了较高的收率和高达95%ee的对映选择性.反应为手性α-烷氧基酮这类重要手性化合物提供了高效的合成方法.还通过密度泛函理论计算,对反应机理进行了初步研究,发现水很可能参与了手性磷酸促进的烯醇中间体质子转移过程.     

手性磷酰胺类化合物不对称催化合成α-芳基丙醇类化合物

对一系列磷酰胺类化合物进行了考察,发现以芳香醛类化合物与二乙基锌作为底物,手性磷酰胺类化合物4a(N-(1R,2R)-2-(异丙基氨基)-1,2-二苯基乙基)-P,P-二苯基次膦酰胺)作为催化剂,通过发生不对称还原反应合成具有生理活性的α-芳基丙醇类化合物.手性磷酰胺类化合物合成所使用的起始物料不仅廉价易得,而且催化效...     

由4-甲氧基-2-溴代丁烯内酯合成螺环-环丙烷类化合物的研究

以4-甲氧基-2-溴代丁烯内酯为合成子,在温和条件下与不同的亲核试剂通过串联的双Michael加成及分子内的亲核取代反应,得到螺环-环丙烷类化合物8a～8d.通过元素分析,IR,¹HNMR,¹³CNMR和MS对化合物进行了结构表征,其中化合物8d经单晶X射线衍射测定,确定了其立体化学结构.     

α-卤代腙与异氰的[4+1]环化反应合成5-氨基吡唑类化合物

异氰与原位生成的1,2-二氮杂-1,3-共轭二烯发生[4+1]环化反应。通过优化合成工艺,得到最佳反应条件为：α-卤代腙（1.0 eq.）,异氰酸酯（1.2 eq.）,无水碳酸钠（1.2 eq.）,二氯甲烷作溶剂,室温反应24 h。并在此条件下进行了底物普适性考察,以高达99%的收率得到一系列5-氨基吡唑化合物,其结构经¹H NMR, ¹³C NMR和HR-MS(ESI)表征。