文档介绍：南开大学
博士学位论文
金鸡纳生物碱衍生物催化不对称反应及生物活性的研究
姓名:吕健
申请学位级别:博士
专业:有机化学
指导教师:王永梅
20090401
摘要本课题研究了三方面的内容。第一部分:基于金鸡纳碱相转移催化剂合成及在不对称有机催化反应中的应用;第二部分:基于金鸡纳碱衍生物的手性伯胺的合成及在不对称有机催化反应中的应用;第三部分:具有抗菌活性的化合物的合成及其抑菌活性的研究。不对称有机小分子催化已经成为不对称合成领域至关重要的组成部分。小分子催化所实现的全新的底物活化方式给人们提供了除过渡金属催化剂外的更多的选择。值得关注的是,相转移和亚胺离子活化领域作为小分子催化最年轻的分支已经随着小分子催化的发展而日臻成熟。本课题以聚乙二醇为母体,经过一系列化学修饰后,将其支载到金鸡纳碱上,首次合成了三种可溶性聚合物支载金鸡纳碱季铵盐相转移催化剂。这是一类从未报道过的新化合物,所有化合物的结构经瓜,驮K分析等分析得到确证。首次将可溶性聚合物支载金鸡纳碱季铵盐相转移催化剂用于催化,槐ズ屯5牟欢猿苹费趸从ΑMü匝踉础⑷芗痢⑽露鹊纫蛩氐研究,优化了反应条件,通过实验我们发现可溶性聚合物支载的奎宁季铵盐为催化剂,叔丁基过氧化氢为氧源,二氯甲烷为溶剂,,的水溶液为碱,进行不对称环氧化反应,获得鹊浇虾玫牟.%投杂选择性。我们对催化剂进行回收再利用危⑾植事杂邢陆担对映选择性并没有发生变化。通过环氧化反应,我们共合成了质中曰费趸产物,并且通过核磁等手段确定其结构,利用手性柱测定产物的值。本课题以考察催化剂结构中电子效应为切入点,首次设计并合成种新型的苯乙酬衍生物取代金鸡纳碱季铵盐相转移催化剂,这是一类从来报道过的新化合物,所有催化剂的结构经透叻直嬷势椎确治龅玫确证。首次将苯乙酮衍生物取代金鸡纳碱季铵盐相转移催化剂用于催化Ⅳ.二苯亚甲基甘氨酸叔丁酯的不对称烷基化反应。通过对季铵盐催化剂的结构与催化剂量、反应的温度等凶素的研究,优化了反应条件,通过实验我们发现趸苯乙酬取代辛可宁季铵盐为催化剂,催化剂量为ィ芗廖疌:的混合溶剂,反应温度为.,对一苯亚甲基甘氨酸叔丁
Mü缀巳〈从Γ颐枪埠铣闪质中越觯被崆疤澹⑶彝ü舜本课题首次将手性伯胺催化剂用。,获得很好的产率和对映选择性%等手段确定其结构,利用手性柱测定产物的值。化反应,并取得了很好的结果。通过对反应催化剂的筛选,反应溶剂、添加剂、碱、反应温度等条件的优化,我们发现以奎宁衍生物于性伯胺为催化剂,对甲基扁桃酸为添加剂,混合溶剂疌为反应溶剂,Ⅳ谆鸱冗<睿谑椅绿跫拢曰纷匆牵槐ズ屯=胁欢称硝基环丙烷化反应,合成了指叨杂逞≡裥缘幕纷搓槐ズ屯5南趸繁烷化产物%⑶彝ü效应和高分辨质谱等手段确定其结构,利用手性柱测定产物的值。本课题还研究发现利用硝基环丙烷化反应可以对〈幕芳合┩Q苌锝惺中远ρР鸱郑笛榻果显示蝗〈目占湮蛔璧拇笮《,经过手性拆分,可得到光学纯的,,分离区右步ú,基本没有手性拆分效果。通过文献中的旋光数据,确定了硝基环丙烷化产物的绝对构型,并对催化反应的机理进行了初步的探讨。本课题还研究了反式Ⅸ,.不饱和芳香烯酮的不对称硝基环丙烷化反应。为了获得更高的对映选择性,我们采用两步法合成硝基环丙烷:第一步以奎宁衍生物手性伯胺为催化剂,三氟乙酸为添加剂,氯仿为反应溶剂,不对称催化查尔酮衍生物和硝基溴代甲烷的映煞从Γ坏诙揭苑词剑,二甲基哌嗪为碱,二氯甲烷为溶剂,对映刹锝屑钕从Γ玫硝基环丙烷产物。通过此方法,合成了种具有高对映选择性和非对映选择性姆ィ饱和芳香烯再同的硝基环丙烷化产物,并且通过透叻直嬷势椎仁侄稳范ㄆ浣峁梗檬中灾舛产物的值。此外我们还研究了一锅法制备仪,.不饱和芳香烯酮的硝基环丙烷化产物,对映选择性和非对映选择性都有所降低。本课题首次将手性伯胺催化剂用于催化Ⅸ,槐ズ陀螴的不对称Ⅳ踊映煞从Γ⑷〉昧撕芎玫慕峁ü苑从Υ呋恋纳秆。从θ芗痢添加剂、反应温度等条件的优化,我们发现以奎宁衍生物手性伯胺为催化剂,苯甲酸为添加剂,甲苯为反应溶剂,在摘要ⅰ盋
条件下,催化荆槐ズ屯S雔肛苯并三唑的不对称Ⅳ踊稭加成反应。合成了指叨杂逞≡裥.%Ⅳ踊稭加成产物,并且通过透叻直嬷势椎仁侄稳范ㄆ浣峁梗檬中柱测定产物的值。我们发现在伐,槐ズ头枷阆┩7从μ逑抵校尤肿筛,能明显提高产物的对映选择性。通过文献中的旋光数据,确定了产物的绝对构型,并对催化反应的过渡态进行了初步的探讨。木课题还研究了在优化条件下,催化仪,槐ズ屯:。苯基四唑的不对称Ⅳ踊稭加成反应。合成了指叨杂逞≡裥.%【,槐ズ屯5蘑杂环映刹铮并且通过透叻直嬷势椎仁侄稳范ㄆ浣峁