新型双功能手性催化剂催化不对称串联Sn2’-Michael反应的研究

【摘要】串联反应是近些年来一类新兴的有机化学反应。这类反应的主要特点是将两个或两个以上的反应在同一条件下反应，并以此得到相对复杂化合物。在这类反应中通常第一步反应是产生一个负离子中间体，然后这类负离子中间体通过分子内反应生成相应的最终产物。在有机化合物中，吡喃类化合物是一类重要的有机化合物。许多天然产物或生物活性试剂都含有吡喃的结构。如何通过构建手性的吡喃化合物的手性骨架是不对称研究的一个重要的研究方向。很多具有生物活性的吡喃类天然产物或生物碱被合成，但很少是通过部队称催化来构建吡喃的手性骨架的。本论文将致力于研究叔胺-硫脲类新型双功能手性催化剂催化的不对称串联Sn2’/Michael反应。并且通过该催化的不对称串联Sn2’/Michael反应得到含有两个手性中心的二氢吡喃类化合物。把组内设计合成的以L-苏氨酸为手性骨架的8个叔胺-硫脲类新型双功能手性催化剂：1-((2R,3R)-3-(叔丁基二甲基硅氧基)-1-(二甲氨基)丁烷-2-基)-3-苯基硫脲(Cat.1)、1-((2R,3R)-3-(叔丁基二甲基硅氧基)-1-(二乙氨基)丁烷-2-基)-3-苯基硫脲(Cat.2)、1-((2R,3R)-3-(叔丁基二甲基硅氧基)-1-(吡咯-1-基)丁烷-2-基)-3-苯基硫脲(Cat.3)、1-((2R,3R)-3-(叔丁基二甲基硅氧基)-1-(哌啶-1-基)丁烷-2-基)-3-苯基硫脲(Cat.4)、1-((2R,3R)-3-(三苯基硅氧基)-1-(哌啶-1-基)丁烷-2-基)-3-苯基硫脲(Cat.5)、1-((2R,3R)-3-(叔丁基二苯基硅氧基)-1-(哌啶-1-基)丁烷-2-基)-3-苯基硫脲(Cat.6)、1-((2R,3R)-3-(三异丙基硅氧基)-1-(哌啶-1-基)丁烷-2-基)-3-苯基硫脲(Cat.7)、1-((2R,3R)-3-(叔丁基二甲基硅氧基)-1-(哌啶-1-基)丁烷-2-基)-3-(3,5-二三氟甲基苯基)硫脲(Cat.8)应用到2-羟基-1,4-萘醌1和(E)-3-取代-2-硝基烯丙基乙酸酯2的串联不对称Sn2’/Michael反应中，经过对催化剂进行筛选，1-((2R,3R)-3-(叔丁基二甲基硅氧基)-1-(哌啶-1-基)丁烷-2-基)-3-(3,5-二三氟甲基苯基)硫脲(Cat.8)在此催化反应中表现出了最佳的反应结果。然后我们又对催化剂的量，反应的溶剂及溶剂用量，反应的温度和反应的时间进行了筛选。我们筛选出最佳反应条件(反应的最佳条件为：催化剂Cat.8为该反应的最佳催化剂，催化剂Cat.8的最佳用量为0.5mol%，2mL的甲苯作为反应的最佳溶剂，反应的最佳温度为40oC，反应的最佳时间为4天)之后又对反应底物进行了拓展。在我们拓展的16种底物中，除了(E)-3-异丙基-2-硝基烯丙基乙酸酯2p和2-羟基-1,4-萘醌1反应的产率比较低(35.2%yield)外，其他的底物(E)-3-取代-2-硝基烯丙基乙酸酯2和2-羟基-1,4-萘醌1反应都有比较高的产率(81.5%-97.1%yield)。所有的反应都有很好的非对映选择性(dr=91:9->99:1)和优异的对映选择性(86%->99.9%ee)。必须强调的是在这一串联反应中我们催化剂的用量只有0.5mol%，而通常情况下，有机小分子催化的催化剂用量为5mol%-10mol%。我们对所有的催化产物都进行了熔点、旋光度、核磁氢谱、核磁碳谱和高分辨质谱的表征。我们将组内设计合成的以苏氨酸衍生的7种叔胺硫脲类新型双功能手性催化剂和2种环己二胺衍生的叔胺硫脲类双功能手性催化剂以及2种由金鸡纳碱衍生的叔胺硫脲类双功能手性催化剂应用到1,3-茚二酮1和(E)-3-苯基-2-硝基烯丙基乙酸酯2a的不对称串联Sn2’-Michael反应中，通过对反应催化剂、催化剂的用量、溶剂及溶剂的用量的筛选和温度的筛选，可以以40.3%的产率，86:14的非对映选择性和88%ee的对映选择性得到相应的催化产物3a。
【作者】张启超；
【导师】杨清彪；张广良；张锁秦；
【作者基本信息】吉林大学，有机化学，2014，硕士
【关键词】双功能；不对称催化；串联；Sn2’-Michael反应；

【参考文献】
[1]查道鹏.基于Web Service的多Agent协同电子商务系统（MA-CECS）研究与应用[D].合肥工业大学,管理科学与工程,2004,硕士.
[2]刘瑞华,涂菶生.Fork──Join排队网络的建模与稳定性[J].控制与决策,1994,03:161-166.
[3]张明增.组蛋白去乙酰化酶抑制剂联合蛋白酶体抑制剂对伯基特淋巴瘤细胞株Raji生长调控的研究[D].河北医科大学,内科学（专业学位）,2013,硕士.
[4]张鹏,林睿,陈立.兴安直流系统一起双极跳闸事故分析[J].电力系统自动化,2009,02:104-107.
[5]王红婵.试论走中国特色城镇化道路[D].山西大学,科学社会主义与国际共产主义运动,2004,硕士.
[6]赵旭.基于无线传感器网络的移动机器人定位与导航系统研究[D].辽宁科技大学,控制理论与控制工程,2012,硕士.
[7]林媛媛.大理国对宋王朝的政治认同及其现代意义研究[D].大理学院,思想政治教育,2013,硕士.
[8]岳永丰.薄壁弹丸在膛内的动力分析[D].南京理工大学,兵器工程,2013,硕士.
[9]薛姣.面向公路网络的位置隐私保护技术的研究[D].东北大学,计算机软件与理论,2010,硕士.
[10]郭威.快速轨道作业车强度和动力学分析[D].天津大学,一般力学与力学基础,2013,硕士.
[11]刘航.基于CT图像的肝肾自动分割方法研究[D].中国科学技术大学,核能科学与工程,2014,硕士.
[12]杨利伟.发酵法提取海参卵中类胡萝卜素的研究[D].大连工业大学,微生物学,2012,硕士.
[13]刘胜,周丽明.一类饱和不确定非线性系统静态抗饱和控制设计[J].控制与决策,2009,05:764-768.
[14]张鸾珺.基于大调解机制的我国社会矛盾问题研究[D].天津大学,公共管理,2013,硕士.
[15]徐汝华.政府知识共享机制的建构[D].苏州大学,2004.
[16]苏文斌.TiO_2压敏电阻晶界电学性质的研究[D].山东大学,2005.
[17]李智君.溶剂对生物油热稳定性和加氢提质效应研究[D].郑州大学,环境科学,2013,硕士.
[18]任格.职务犯罪案件判决轻刑化问题研究[D].西北大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[19]柳建龙.石墨烯的制备及其场发射性能研究[D].电子科技大学,2010.
[20]常江.论建立我国独立担保制度[D].华东政法学院,法律,2004,硕士.
[21]高会.改性脲醛树脂/水泥复合发泡保温材料的制备与研究[D].哈尔滨工业大学,材料学,2014,硕士.
[22]张丹.人参发状根悬浮培养体系的建立及发酵动力学研究[D].吉林农业大学,生物化学与分子生物学,2012,硕士.
[23]贺双双.基于语义模型的外观专利图像检索技术研究[D].广东工业大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[24]李向东.基于生物电阻抗测量技术的人体亚健康检测方法与研究[D].燕山大学,生物医学工程,2014,硕士.
[25]赖嘉龙.基于轮廓波的图像检索[D].河北师范大学,计算数学,2013,硕士.
[26]樊玉明.基于北斗-INS组合的铁路站场列车定位方法研究[D].北京交通大学,2014.
[27]熊翥.希尔伯特变换应用的一个实例[J].石油地球物理勘探,1979,03:15.
[28]戴慧敏.小儿肾病综合征中医诊疗指南问卷调查研究[D].河南中医学院,中医儿科学,2012,硕士.
[29]陈超.气候及其变率变化对黄淮海平原冬小麦生产影响的模拟研究[D].南京气象学院,气象学,2004,硕士.
[30]张学清.碳酸二甲酯绿色合成催化剂的设计、合成及催化性能研究[D].湖北大学,有机化学,2011,硕士.
[31]周锐,成晓静,陈宗基.战术任务规划系统研究[J].控制与决策,2004,04:441-443+447.
[32]陈启刚1,齐梅兰1,李金钊1,王兴奎.基于粒子图像测速技术的明渠圆柱上游行近流特征研究[J].水利学报.
[33]赵婷.针对三代同堂家庭的协作模式洗衣机设计研究[D].江南大学,设计艺术学,2012,硕士.
[34]郭琴.多式联运型物流企业并购的网络协同效应研究[D].北京交通大学,2011.
[35]周晨旭.“留守儿童之家”与学校模式研究[D].广西师范大学,社会学,2013,硕士.
[36]付东升,奚建明.美军高超声速巡航导弹进展[J].飞航导弹.2006(02)
[37]郭聪颖.中美电视相亲节目中“爱”概念隐喻的对比研究[D].山西师范大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[38]王晓川.绘画在新媒体技术中的发展途径[D].云南艺术学院,美术学,2013,硕士.
[39]张保明.克林顿政府的“信息高速公路”计划[J].信息与电脑.1994(01)
[40]孙晓娜.公路桥梁嵌岩群桩基础竖向荷载作用下的承载特性研究[D].长安大学,岩土工程,2013,硕士.
[41]高乐.地震耦合作用下顺层岩质边坡动力响应研究[D].兰州大学,岩土工程,2013,硕士.
[42]陈思谦.东海盆地西部坳陷带演化改造及其油气赋存意义[D].西北大学,能源地质学,2013,硕士.
[43]陈小宁.Web信息资源获取技术的研究与实现[D].暨南大学,2001.
[44]江建军.棚户区本地居民的代际流动研究[D].华东师范大学,社会学,2004,硕士.
[45]魏发孔.剪叉式重型升降设备的结构工艺性设计[J].演艺设备与科技.2005(05)
[46]戴婧.南京国民政府时期普通中学学生管理变革问题（1927-1949）[D].南京师范大学,教育史,2012,硕士.
[47]李颖.受贿案件中受贿数额的认定问题[D].山东大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[48]高会生,李然,赵振兵,冯立志.图像监控系统与SCADA系统互联实践[J].电力系统自动化,2005,06:93-97.
[49]詹西.我国银行并购的模式设计与制度研究[D].西南财经大学,金融学,2004,硕士.
[50]王峙.住宅建筑改扩建研究[D].天津大学,建筑设计及其理论,2004,硕士.