| 共轭二烯的催化合成及其不对称催化胺甲基胺基化反应研究 | |
| Alternative Title | 无 |
| 刘洋 | |
| Thesis Advisor | 黄汉民 ; 丑凌军 |
| 2018-05-23 | |
| Degree Grantor | 中国科学院大学 |
| Place of Conferral | 北京 |
| Degree Name | 理学博士 |
| Department | OSSO国家重点实验室 |
| Degree Discipline | 有机化学 |
| Keyword | 胺缩醛 共轭二烯 不对称催化 胺甲基胺化 Aminal Conjugated Diene Asymmetric Catalysis Aminomethylamination |
| Abstract | 过渡金属催化共轭二烯的合成和不对称转化是构建新的C-C键和C-X键最有效的方法之一。有机化学家们在构建新的C-C键和C-X键时，更加倾向于发展绿色、经济、高效的合成方法，这将不仅可以提高反应效率、资源利用率，而且还能够降低生产成本、减少能源消耗，是绿色可持续发展的重要策略。本论文在前人的研究基础上，以绿色友好的B2pin2为还原剂，实现了镍催化炔烃和芳基硼酸的还原偶联反应，可以用于制备一系列多取代的共轭二烯；基于过渡金属催化的C-N键的活化策略，我们设计了共轭二烯和胺缩醛的不对称胺甲基胺基化反应并合成了一系列3,3'-位具有不同取代基的手性BINAPO配体，该反应能够以高达99%的ee得到相应的手性烯丙基-1,3-二胺类化合物；在上述的研究基础上，我们设计了胺基二烯和胺缩醛的分子内不对称亚甲基转移胺甲基环化胺基化反应，为制备含有烯丙基官能团的手性四氢异喹啉类化合物提供了一种有效的合成方法。 1.在炔烃还原四聚的研究基础上，我们发展了以廉价稳定的Ni(OAc)2为催化剂，绿色友好的B2pin2为还原剂，在不需要配体的情况下，实现了芳炔与芳基硼酸的还原偶联反应，合成了一系列多取代的共轭二烯；而且，当反应体系中不加入苯基硼酸时，芳炔可以直接和反应体系中的B2pin2发生偶联，生成相应地Bpin取代的共轭二烯。实验结果表明，底物芳环上取代基的电子效应以及空间位阻对该反应有着较大的影响。间位、对位含有给电子基团的芳炔以及芳基硼酸都可以很好地参与到该催化体系中，但是含有强吸电子基团或者邻位取代的底物对该反应有抑制作用。 2.在不对称催化发展的过程中，新型手性配体的设计与合成一直是有机化学家关注的热点。具有刚性结构的手性配体不仅能够在催化活性中心产生一种特殊的立体环境同时还可以有效地控制反应物的空间取向。鉴于此，我们以简单、便宜的手性BINOL化合物为起始原料，通过调控手性配体上取代基的电子效应和空间位阻效应，设计并合成了24个3,3'-位具有不同取代基的手性BINAPO配体，为不对称催化反应中发展高效的金属催化剂奠定了基础。 3.通过C-N键活化策略，我们使用合成的手性BINAPO配体成功地实现了钯催化胺缩醛和共轭二烯的不对称胺甲基胺化反应，为制备手性烯丙基-1,3-二胺提供了一种高效的合成方法。以5mol%的Pd(L9)(allyl)(ClO4)为催化剂，在10℃下反应48h，能够以55%-99%的ee值以及26%-93%的收率得到相应的手性烯丙基-1,3-二胺类化合物。对于含有不同取代基的苄基胺缩醛和芳香族共轭二烯，该催化体系表现出了优秀的催化活性，能够高对映选择性、高区域选择性地得到相应的目标产物；对于由简单脂肪胺衍生而来的胺缩醛以及脂肪族共轭二烯，其催化活性相对较低，只能以中等收率和中等ee值得到相应的目标产物但是具有很高的区域选择性。同时，机理研究表明反应体系中涉及到烯丙基钯的β-H消去以及Pd-H对双键的重新插入。 4.基于在相同条件下分子内的化学反应活性要比分子间的化学反应活性高，我们设计并实现了钯催化胺缩醛和胺基二烯分子内的亚甲基转移胺甲基环化胺基化反应。以5mol%的Pd(Xantphos)(allyl)(OTf)为催化剂，在30℃下反应24h，能够以34%-80%的收率得到相应的烯丙基取代的四氢异喹啉类化合物。对于含有不同取代基的苄基胺缩醛和芳香族胺基二烯，该催化体系表现出了优秀的催化活性，能够以中等到较好的收率得到相应地目标产物；由简单脂肪胺衍生而来的胺缩醛，其催化活性相对较低，只能以34%-36%收率得到相应的目标产物。另外，氘代实验表明四氢异喹啉骨架中的C3来源于胺缩醛中的亚甲基。 5.在上述工作的研究基础上，我们向反应体系中引入手性配体，成功地实现了钯催化胺基二烯和胺缩醛的分子内不对称亚甲基转移胺甲基环化胺基化反应，可以用于制备一系列烯丙基取代的手性四氢异喹啉类化合物。以5mol%的Pd(L10)(allyl)(OTf)为催化剂，在30℃下反应36h，能够以27%-98%的ee值以及33%-78%的收率得到相应的手性四氢异喹啉类化合物。对于含有不同取代基的苄基胺缩醛和芳香族胺基二烯，该催化体系表现出了优秀的催化活性，能够高对映选择性的以中等到较好的收率得到相应的目标产物；由简单脂肪胺衍生而来的胺缩醛以及脂肪族胺基二烯，其催化活性相对较低，只能以33%-48%收率和27%-41%的ee值得到相应的目标产物。另外，氘代实验表明手性四氢异喹啉骨架中的C3来源于胺缩醛中的亚甲基。 |
| Other Abstract | 无 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/25206 |
| Collection | 羰基合成与选择氧化国家重点实验室（OSSO） |
| Affiliation | 1.中国科学院兰州化学物理研究所; 2.中国科学院大学 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 刘洋. 共轭二烯的催化合成及其不对称催化胺甲基胺基化反应研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2018. |
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