水相中a羥基醛及其衍生物與炔、胺三組份偶聯(lián)非對(duì)映選擇性合成炔丙基胺的研究.pdf

1、在傳統(tǒng)的有機(jī)合成反應(yīng)中，人們更關(guān)心的是高收率和低成本，而從“綠色化學(xué)”的概念出發(fā)，還需要考慮反應(yīng)中的原子經(jīng)濟(jì)性，低毒低揮發(fā)溶劑，減少?gòu)U棄物，條件溫和，材料可再生等諸多因素，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更廉價(jià)的反應(yīng)。選擇與環(huán)境友好的“潔凈”的反應(yīng)介質(zhì)是綠色化學(xué)研究的重要組成部分。水是最便宜，條件最溫和的反應(yīng)介質(zhì)，具有廉價(jià)、安全、環(huán)境友好、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，是理想的綠色化溶劑。同時(shí)水是生命的載體和基礎(chǔ)，影響生命體系的有機(jī)生化反應(yīng)及無(wú)機(jī)反應(yīng)都以水為介質(zhì)并在

2、水相中發(fā)生。近年來(lái)，水相中的金屬有機(jī)反應(yīng)為實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好的高效、高選擇性合成化學(xué)提供了更多的機(jī)會(huì)，該方向的研究具有重要的理論意義。本論文從綠色化學(xué)的目標(biāo)和原理出發(fā)，以水為反應(yīng)介質(zhì)，圍繞原子經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)和要求，通過(guò)醛、胺、炔三組分偶聯(lián)(A3)的方法研究非對(duì)映選擇性合成手性含氮物質(zhì)-炔丙基胺。以銅、銀、金等過(guò)渡金屬為催化劑，研究其在炔丙基胺合成中的催化和螯合作用機(jī)理，探討后過(guò)渡金屬催化劑和水相介質(zhì)對(duì)反應(yīng)選擇性的影響。
　　 手性含氮化

3、合物在自然界中廣泛存在，具有α氨基醇結(jié)構(gòu)單元的炔丙基胺化合物更具有生物活性上的重要意義，發(fā)展對(duì)映和非對(duì)映異構(gòu)體純的胺類(lèi)合成方法是合成化學(xué)的重要目標(biāo)?；诹u胺類(lèi)化合物生物活性上的意義，本論文在已有的醛、胺、炔三組分偶聯(lián)反應(yīng)研究的基礎(chǔ)上，研究α羥基醛及其衍生物通過(guò)A3反應(yīng)合成具有羥胺結(jié)構(gòu)炔丙基胺的非對(duì)映選擇性。
　　 為了得到論文研究需要的反應(yīng)底物α羥基醛和α烷氧基醛，我們通過(guò)正已醛、環(huán)已基醛和苯甲醛分別與乙烯基格氏試劑反應(yīng)生成不同

4、的烯丙基醇，再經(jīng)過(guò)羥基保護(hù)和臭氧化反應(yīng)得到理想的脂肪醛。
　　 在α位有烷基支鏈的脂肪醛與哌啶、苯乙炔三組分偶聯(lián)的反應(yīng)中，銀和金鹽的催化效率高于銅鹽，碘化銀在α烷基取代的脂肪醛參與的A3反應(yīng)中表現(xiàn)出最高的催化活性。銅、銀、金鹽催化劑及反應(yīng)溫度的變化對(duì)產(chǎn)物選擇性的影響甚小，而對(duì)產(chǎn)率的影響較大。取代基類(lèi)型是影響這類(lèi)醛A3反應(yīng)非對(duì)映選擇性的主要因素。
　　 當(dāng)反應(yīng)底物醛的α位引入氧原子后，銀與氧的螯合作用使A3反應(yīng)無(wú)法得到期望

5、的炔丙基胺產(chǎn)物，而金鹽催化劑卻能給出很高產(chǎn)率的目標(biāo)產(chǎn)物。碘化金作為催化劑，即使在室溫條件下也能得到較高的產(chǎn)率和非對(duì)映選擇性。由長(zhǎng)鏈的醛能得到較好的產(chǎn)率和較高的選擇性。底物醛中α碳上氧原子所連接的取代基對(duì)產(chǎn)物的立體選擇性沒(méi)有明顯的影響。溶劑和溫度的變化對(duì)此類(lèi)反應(yīng)非對(duì)映選擇性影響不大，室溫下的水相溶劑中能得到較高的產(chǎn)率和選擇性，沒(méi)有其他副產(chǎn)物生成，所以該反應(yīng)是一個(gè)溫和條件下水相介質(zhì)中理想的的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)。
　　 在考察簡(jiǎn)單的c羥基

6、醛及其衍生物參與A3反應(yīng)的基礎(chǔ)上，研究了與生命過(guò)程更為接近的糖類(lèi)衍生物與哌啶和苯乙炔偶聯(lián)反應(yīng)的情況，嘗試拓展該反應(yīng)體系生物學(xué)上的意義。當(dāng)使用光學(xué)純的受保護(hù)的三碳醣作為反應(yīng)底物時(shí)，得到了高產(chǎn)率和高立體選擇性的炔丙基胺。當(dāng)以芐基保護(hù)的六碳糖結(jié)構(gòu)或?；Ｗo(hù)的六碳糖作為底物醛時(shí)，該反應(yīng)幾乎得不到炔丙基胺，反應(yīng)活性遠(yuǎn)不如三碳糖。六碳糖穩(wěn)定的六元環(huán)半縮醛結(jié)構(gòu)可能是阻礙其進(jìn)行A3反應(yīng)的主要因素。
　　 本論文分析了α羥基或烷氧基醛與哌啶、苯乙

7、炔偶聯(lián)反應(yīng)的機(jī)理，認(rèn)識(shí)過(guò)渡金屬活化端炔C-H鍵增強(qiáng)端炔的反應(yīng)活性以及活化亞胺雙鍵并促進(jìn)亞胺與端炔反應(yīng)的過(guò)程，在水相金屬有機(jī)合成方法學(xué)研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討水相中銅、銀、金作為過(guò)渡金屬催化劑在A3反應(yīng)中的螯合作用機(jī)制。
　　 通過(guò)比較炔丙基胺產(chǎn)物中特征H的偶合常數(shù)得出了含有β氨基醇結(jié)構(gòu)單元的非對(duì)映異構(gòu)體的相對(duì)構(gòu)型，并得出該產(chǎn)物順?lè)串悩?gòu)體的比率。
　　 通過(guò)色譜、核磁共振、紅外光譜、質(zhì)譜和高分辨質(zhì)譜等分析手段對(duì)非對(duì)映異構(gòu)體