手性二级胺催化的quinone methide不对称加成反应文献综述

 2023-01-07 02:01

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

  1. 研究背景

手性是自然界的普遍特征,许多生命活动基础的生物大分子,如多糖、核酸、蛋白质、和

酶等都是手性分子ll,z]。并且,手性在药物化学中也具有重要意义,许多人工合成的药物分子也具有手性,其两个对映体可能有相同的药理活性;或者一个对映体具有活性,而另一个则无活性甚至有毒;或者两者有不同程度或不同种类的活性ls]。如上世纪60年代的“反应停”事件。沙利度胺(Thalidone而de)又名反应停、酞咪脉陡酮,曾作为抗妊娠反应药物在欧洲和日本广泛使用,投入使用后不久,即出现了大量由沙利度胺造成的畸形胎儿。随后的研究表明,在沙利度胺的两种光学异构体中,其中构型为R一( )的结构有中枢神经镇静作用,另一种构型S一C)的对映体则有强烈的致畸性,通过分离手性异构体可以将沙利度胺的毒性降至最低.

Michael加成反应是有机合成化学中构筑碳-碳键以及碳-杂键最为重要的反应之一,自从1887年Michael首次报道了该反应以来[1],引起了世界各地化学工作者们极大的研究兴趣,成为有机化学中研究最为广泛的反应之一,一直是有机化学反应的研究热点。手性是自然界的基本属性之一,许多重要的药物分子和天然产物都是有手性的,而且生命体内的物质大多数也是手性化合物,随着不对称Michael加成反应的研究发展和不断完善,为许多手性有机化合物的合成提供了一种有效途径。自从List小组2000年首次报道了脯氨酸催化的不对称分子间aldol反应以来,有机小分子催化便引起了有机化学家的极大兴趣,由于有机小分子催化具有操作简单,无毒廉价,适用范围广等优点,迅速成为不对称催化领域的研究热点。而其中手性二级胺和硫脲催化的Michael加成反应研究最为迅速和广泛,这种简洁高效的合成方法己经应用到了很多天然产物和药物分子的全合成当中。MacMillan等设计了手性咪唑啉酮类二级胺催化剂,并成功地应用于不对称Diels-Alder反应之中,进而发展了亚胺催化的活化模式,2004年,Joslash;rgensen等报道了咪唑啉类催化剂7催化的beta; -酮酯与alpha; beta; -不饱和酮5 的串联Michael-Aldol反应。本实验主要应用Macmillan和Jorgensen 两种二级胺催化剂对quinone methide的手性产物进行拆分。

  1. 实验原理

这两种仲胺催化的活化模式都类似于Lewis 酸活化羰基化合物的机制Lewis 酸通过与孤立或共轭的pi;体系发生可逆性的结合使得羰基氧原子外的电子云密度降低,从而起到增大亲电底物反应活性的作用,这在不对称催化中是一项发展成熟的策略。与此相类似,手性仲胺与羰基化合物能可逆性地缩合形成一个电正性的亚胺离子中间体,模仿Lewis 酸催化的pi;轨道电子分布情况,可有效地降低最低未占据轨道(LUMO)的能量。对于共轭的pi;体系而言,形成的亚胺离子中间体导致了电子云密度的重新分配,使底物非常容易发生1,4-共轭加成和周环反应,这就是亚胺催化的活化机制。而对于孤立的pi;体系,LUMO 轨道能量的降低可增加alpha;位质子的酸性,加快去质子化过程,以促进具有亲核性的烯胺中间体的形成,其最高占据轨道(HOMO)的能量升高,这便是烯胺催化的活化机制。

  1. 实验步骤
  2. 合成催化剂(利用手性催化剂实现不对称quinone methide加成)

  1. 尝试反应(利用手性催化剂控制产生的手性中心)

  1. 条件筛选(催化剂种类,温度,浓度,当量)
  2. 检测手段 NMR、手性HPLC

【参考文献】

1. Merck Center for Catalysis at Princeton University, Frick Laboratory,

Washington Road, Princeton University, Princeton, NJ 08544; e-mail:

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