新型手性喹啉类催化剂的合成及其在不对称催化反应中的应用.docxVIP

新型手性喹啉类催化剂的合成及其在不对称催化反应中的应用 3孙岩黄晓斌申秀民张聪( 北京师范大学化学系 , 100875 , 北京 ∥第一作者 25 岁 ,女 ,硕士生)摘要 由樟脑和喹啉衍生的手性催化剂在二乙基锌对醛的不对称加成中表现出较好的催化效果 ,产率最高可达到 94. 6 % ,光学产率 ( e . e . ) 最高可达到 75. 9 %. 在 Diels2Alder 反应中也表现出 了一定的选择性 ,产率最高可达到 90 % ,e . e . 最高达到 28. 0 %.关键词( + ) 2樟脑 ; 喹啉 ; 手性催化剂 ; 二乙基锌 ; 对映选择性加成 ; Diels2Alder 反应分类号 O 621. 3 + 4 ; O 643. 36不对称合成是有机化学研究的重要前沿领域 ,一般而言 ,不同的对映异构体有着不同的活性 ,获得对映纯的化合物对于化学 、生物学或药学的应用都非常必要 . 在不对称合成中 ,手性催 化剂的合成研究及其在各种不对称催化反应中的应用 ,始终是最为活跃的研究领域之一1 22 .自 20 世纪 80 年代以来 ,不对称催化化学得到了迅速的发展 ,化学家们合成了大量性能优越的 催化剂 ,其中 β2氨基醇3 、氨基硫醇4 及吡啶醇5 等均已被证明具有良好的催化活性 .由于在催化反应中的应用 ,生物碱及其衍生物 、类似物也引起了化学家们的兴趣 ,1987 年 Smaardijk 等6 就报道了利用金鸡纳霜的生物碱例如奎宁和喹尼定作为手性配体的催化过程. 随后一些由喹啉衍生的催化剂被合成出来7 ,在不对称催化反应中得到了很好的应用. 我们以樟脑及喹啉为底物成功地合成了 2 个手性催化剂 3a ,3b ,并将其应用于二乙基锌对芳香醛的不 对称加成及对映选择性 Diels2Alder 反应中 ,取得了较好的效果.催化剂的合成将 22甲基282羟基喹啉 (1) 以甲基或乙基保护后得到化合物 (2) ,再与丁基锂交换形成锂试 剂后对 ( + ) 2樟脑进行加成得到配体 (3a ,3b) ,如图 1 所示.1R = CH3 时 , ( CH3) 2SO4 , NaOH ,无水乙醇 ,回流 ,R = C2H5 时 ,C2H5Br ,NaOH ,无水乙醇 ,回流 ;(i) n2BuLi ,乙醚 , - 78 ℃,(ii) ( + ) 2樟脑 ,乙醚 , - 78 ℃.a .b.图 1 催化剂合成路线3 国家自然科学基金资助项目 收稿日期 :2004206212第 5 期孙 岩等 : 新型手性喹啉类催化剂的合成及其在不对称催化反应中的应用661反应中的低温有助于反应产率的提高 . 产物经过了 1D ,2D2NMR 的确证 ,均为单一的内型产物 ,2 个化合物的一些相关的物理及合成数据列在表 1 中 ,其1 HNMR 及13 CNMR 数据列于表2 .表 1 配体 3a , 3b 的物理数据[α] 20元素分析 w/ %Dθmp/ ℃配体产率 Y/ %构型 ( c ,CH2Cl2) C H N 77. 27 (77 . 49) 377. 63 (77 . 82)3a40148 . 3～148 . 7 + 29 . 6 (0 . 79)123 . 5～124 . 7 + 62 . 3 (0 . 56)R , R , S8 . 51 (8 . 38)8 . 39 (8 . 63)4 . 05 (4 . 30)3 . 87 (4 . 13)3b51R , R , S3 括号内为计算值.表 2 配体 3a , 3b 的1 HNMR 及13 CNMR 数据1HNMR ( CDCl3)13CNMR ( CDCl3)配体0 . 57 ( s ,3H) , 0186 ( s ,3H) , 1115～1117 (m ,1H) , 1119 ( s ,3H) , 1142～1144 ( m ,1H) , 1146～1148 (m ,1H) , 1156～1158 ( m ,1H) , 1172～1174 ( m ,1H) , 1176～1179 (m ,1H) , 2109～2112 ( m ,1H) , 3120 ( s ,2H) , 4105 ( s ,3H) , 6170 ( s ,1H) ,7105 ( d ,1H , J = 718 Hz) , 7136～7138 ( stack ,2H) , 7143 ～7146 ( t ,1H , J = 718Hz) , 8109～8111 ( d ,1H , J = 814 Hz)1113 , 2111 , 2116 , 2713 , 3110 ,4511 , 4714 , 4915 , 5215 , 5610