（有机化学专业论文）固载nadh辅酶模型化合物的设计、合成及应用.pdf

摘要 随着绿色化学的发展，低污染、商能效、原予经济性反应等观念越来越受到化学家 的重视。聚会物固载试剂在保留小分子试剂原有的反应性能基础上，还兼具了固相反应 容易分离和回收露用的特征。烟酰胺辅酶o 妊d p ) 均在生物体内的新陈代谢和氧化还原 过程中有整不可替代的重爱位置，其离效、专一鲍化学模数磅究一壹受到化学家的裹度 璧援。1 警基1 ，4 - 二氢煺酰胺( b n a h ) 是n a d h 聂应枧瑗研究中簸常鼹懿模型物， 箕t l 势吴密夷好静还黎性，把n a d ( p ) h 辖酶模垄纯会耪b n a h 接到聚合掳鼗钵上可设 计、合成密一类同拜于其有潮蘸胺辅酶镛环蒋生酾离载试帮容易回收再厢优点酶高分子还 原翻。 本论文选用m e r r i f i e l d 树脂、聚旗氧烷以及可溶性聚合物聚z 二醇2 0 0 0 为载体， 以b n a h 及其类似物p n a h 作为n a d h 烟酰胺辅酶的小分予模裂物，用三种不同的方 法把b n a h 和p n a h 连接到嗣体渡体上去。成功地合成出了七个固载的n a d h 模型物。 同时我们还分别研究遂七个固载的n a d h 模型物与2 0 个淫他爝烃积5 个亚胺的还原反 应，终果发现，当载体为m e r r i f i e l d 撼鼹融，固载n a d h 模型黪不仅可以方便逑还踉 滔纯酶矮烃，露量还戬不借助催亿粼耋接遥藩巍胺，毽m e r r i f i e l d 橱旨在水中容易收 缩不稻子疆载b n a + j 蠢原再生躯菱使稍：强载体为无机载体聚硅氯烷时，溶剂对反应没 有明黧影响，而且反瘦中生成的筒载b n a + 可以有效魄还原再生羹复使用，值聚硅氧烷 对烯烃水解反应有明鼹的催化作用，不利于低活性烯烃的还原；当载体为p e g 时，周 载n a d h 模型物能有效地还原活化烯烃，但对亚胺的还原需要脊l e w i s 酸的催化，可 溶性聚合物固载n a d h 模型物一般化学性质岛游离的小分子n a d h 模型物棚 以。这三 秘不同釉类的固载n a d h 模型貔蛇共同特征是可以礁环使用，黢越它们霹馋为绿色还 照剡，具誊良好黪应隧l 翦襞。 关键词：固载n a d h 辅酶模挺物；m e r r i f i e i d 树脂；聚硅氯烷；可溶性聚合物p e g ； 旺胺；烯烃；环化；还原反应 a b s t r a c t a sg r e e n c h e m i s t r yb e c a m eam a j o rc o n c e r n t o o r g a n i c c h e m i s t si nr e c e n t y e a r s ， r e a g e n t sa n dc a t a l y s t sb o u n dt oi n o r g a n i ca n do r g a n i cs o l i ds u p p o r t sh a v er e c e i v e dm u c h m o r ea t t e n t i o n ，s i n c e t h e ym a yo f f e rs e v e r a la d v a n t a g e si np r e p a r a t i v ep r o c e d u r e s ，e 每， s i m p l i f y i n gw o r k - u pa n ds e p a r a t i o n ，a n dr e c y c l i n go f t h ec a t a l y s t t h e s ef e a t u r e sm a yl e a d t oe c o n o m i c a la u t o m a t i o na n dm a ye f f e c t i v e l yr e d u c ep o l l u t i o no fh a z a r d o u sc o m p o u n d s ， a d v a n c i n g t oa l l e n v i r o n m e n t a l l yb e n i g np r o c e s s t h e r e d u c e dn i c o t i n a m i d ea d e n i n e d i n u c l e o t i d e ( p h o s p h a t e ) ( n a t ) 口) h ) p l a y sa ni m p o r t a n tr o l e i n m a n yb i o r e d u c t i o n sb y t r a n s f e r r i n gah y d r i d e i o nt ot h es u r r o u n d i n gs u b s t r a t e s s t u d i e sw i t h1 , 4 - d i h y d r o n i c o t i n a m i d e d e r i v a t i v e sa sam o d e lo f n a d ( p ) h h a v eb e e nd o n e e x t e n s i v e l y i - b e n z y l - it 4 - d i l l y d l o n i c o “n 1 l i d oi su c o n n n o l | m o d e lc o m p o u n dt om i l n i ct h oi l l l _ ：c h ；l n i s l i l “ n a d ( p ) hi nv i t r oa n di tp o s s e se x c e l l e n tr e d u c i n ga b i l i t y g r a f t i n gt h en a d ( i 川m o d e l c o m p o u n db n a h o n t oap o l y m e rr e s i nc a no b t m nan e wr e d u c i n gr e a g e n tw h i c hp o s s e s s b o t ht h e a d v a n t a g e o ft h e n a d ( p ) h n a d ( p ) + r e c y c l i n ga b i l i t y a n dt h e s i m p l i f y i n g s e p a r a t i o nm e r i to f p o l y m e r - b o u n dr e a g e n t w e d e s i g n e da n ds y n t h e s i z e ds e v e ns e r i e so fp o l y m e r - b o u n dn a d h m o d e lc o m p o u n d s o nt h r e ed i f f e r e n tk i n d so fp o l y m e rs u p p o r t ：m e r r i f i e l dr e s i n ，p o l y s i l o x a n oa n ds o l u b l e p o l y e t h y l e n eg l y c o l - 2 0 0 0 、i mb n a h a sn a d ( p ) hm o d e lc o m p o u n d t h er e d u c i n ga b i l i t y o ft h e s ep o l y m e r - b o u n dm o d e l c o m p o u n d s w e r et e s t e dt h r o u 曲t h er e a c t i o nw i t h2 0a c t i v a t e d o l e f i n sa n d5i m i n e s i tw a sf o u n dt h a tt h en a d hm o d e lc o m p o u n d sg r a r e do nm e r r if i e l d r e s i nc a r lr e d u c en o to n l ya l k e n e sb u ti m i n e sw i t h o u ta d d i t i v e s h o w e v e r , m e r r i f i e l dr e s i ni s c o n t r a c t e di n a q u e o u ss o l v e n t ，w h i c he v i d e n t l yr e t a r d st h er e d u c t i o no fn a d ( p ) + m o d e l m o i e t yi n s i d et h ep o l y m e r i nab a s i ca q u e o u sm e d i u mi nt h ep r e p a r a t i o na n dr e g e n e r a t i o no f t h ep o l y m e r - b o u n dn a d ( p ) hm o d e l t h e r ew a sn oo b v i o u ss o l v e n te f f e c tw h e n p o l y s i l o x a n e w a su s e da ss o l i ds u p p o r t b e c a u s ep o l y s i l o x a n ec a nc a t a l y z eb o t ht h er e d u c t i o nr e a c t i o n a n dt h eh y d r o l y z e dr e a c t i o n ，ac o m p e t i t i o nm a yo c c u rw h e nt h ea c t i v i t yo fo l e f i ni sn o tv e r y h i g h p e g - s u p p o r t e dn a d h m o d e l c o m p o u n d s c a l le f f e c t i v e l yr e d u c ea l k e n e s t h er e d u c t i o n o fi m i n e sw i t h p e g s u p p o r t e d n a d hm o d e l c o m p o u n d s c a l lp r o c e e d o n l yi nt h ep r e s e n c eo f 8l e w i sc a t a l y s t k e y w o r d s ：s o l i d ，s u p p o s e d n a d h c o e n z y m e m o d e l c o m p o u n d ；m e n i f i e l d r e s i n ； p o l y s i t o x a n e ；s o l u b l ep o l y m e rp e g ；i m i n e ；o l e f i n ；e y c l i s a t i o n ；r e d u c t i o n r e a c t i o n 第一章：前言 随着绿色化学的发展，寻找更加清洁有效的合成方法，发展原子经济反应，开发 新的高效试剂，以减少能源浪费及环境污染一直是人们的一个目标。烟酰胺辅酶 ( n a d h ) 是生物体内最主要的一种氧化还原酶的辅酶，它不仅广泛参与生命体内的 氧化还原反应，而且它参与反应的一个最大特征是氧化态和还原态之间的循环再生， 因此具有极高的原子经济性。众所周知，1 苄萋1 ，4 二氢烟酰胺( b n a h ) 是n a d h 反应机理研究中最常用的一个模拟物，其自身具有良好的还原性f 2 】。固载技术的最大 优点是分离容易而且试剂可以循环再生使用。因此把b n a h 嫁接到高分子树脂。k 可设 计合成出一类新型的既具有固载试剂容易分离的特性又具有生命体内烟酰胺辅酶氧化 还原循环再生双重特性的绿色还原剂。 1 1 固相有机合成简介 固相有机合成( s o l i dp h a s eo r g a n i cs y n t h e s i s ，简称s p o s ) ，顾名思义就是在高分子 载体上进行的有机合成反应。与经典的溶液合成相比，圃相合成有其不可代替的显著 优点；( 1 ) 简化了后处理把底物和产品共价连接到载体上，省却了耗时的纯化和分离 步骤，可溶性的过量试剂可以通过简单的过滤和洗涤除去；( 2 ) 聚合物负载试剂可以 很容易地回收再用；( 3 ) 使用过量的一种试剂使反应趋于完全，反应只需过滤和洗涤 即可很好地纯化，因此容易实现自动化操作，具有广阔的工业应用前景；( 4 ) 因为聚 合物载体不溶且没有挥发性，因此它们无毒、无气味，对于含巯基和硒的剧毒化合物 负载在固相上无疑增添了其与环境的相容性 连接基团和载体的选择是否含适是影响固棉有机合成成败的关键因素。如果在丽 相有机合成中，聚合物作为一个保护基团参与反应，反应结束挂在聚合物上的小分子 产物必须从聚合物载体上切割下来，那么就要求连接基团在反应后必须容易与载体分 离一般选用一些容易切割的连接基团如酯基等，并且在丌发新的连接越刚1 1 、f 也足木 荇容易切割的原则进行，如近年来发展较为迅速的无痕连接技术、州：化离尘坎术以及 对亲核试剂、光、酶等较为敏感的连接基等。如粜作为聚合物试剂，则婴求连接部分 越稳定越好，这时一般选用比较稳定的连接基团如酰胺键、醚键等。 就载体而言。有经典的有机高分子载体m e r r i f i e l d 树脂、w a n g 树脂；无机载体二 氧化硅、聚硅氧烷、膨润土、分子筛等；还有为了克服底物与载体的相容性以及反应 的非均一性而迅速发展起来的可溶性聚合物载体以及微凝胶聚合物载体等。就载体本 身的性质而自，还有亲水型和憎水性树脂之分。例如同为可溶性浆含物找休的线性聚 苯乙烯是憎水性树脂，水是其沉淀剂，而聚7 , - - 醇为亲水性树脂，在水中完全溶解。 不同树脂各有特征，根据需要可以选择合适的树脂用于小分子底物的固载。 载体与底物的连接有三种方式：离子键、共价键和凝胶包结作用。靠离子键相连 的一般是一些离子型的试剂，所用的载体就是离子交换树脂。离子交换树脂是一些多 孔性的材料主要为相对惰性的交联聚苯乙烯树脂除此之外反离予还n j 以依濉婴 不同而改变。通过合适的修饰，也可以在= 氧化硅一类的无机型载体或者线性柴米己 烯、聚乙二醇等可溶性聚合物载体上连上离子交换试剂。凝胶包结就是预先制好的试 荆或他化荆包裹在聚苯乙烯交联聚合物网状结构中它在酶的圆载。i 特 j | j 有川。祚这 三种连接方法中，依靠共价相连的固载方式应用最为广泛。 聚合物负载反应包括两方面的内容：“聚合物保护基团”和“聚合物负载试剂”。 “聚合物保护基团”是指聚合物作为一个保护基与底物的一个官能团相连，另一个官 能团进行合成反应。其合成一般包括底物的固载和切割等几个前后相连的过程。“聚合 物保护基团”在多肽合成、寡聚核糖的合成、寡聚糖的合成以及小分子化合物库的建 立等方面发挥了重要作用。“聚合物负载试剂”是可溶性底物与负载在聚合物上的试剂 的一步反应，负载酶、负载手性辅基和负载催化剂，负载氧化还原试剂等都是典型的 “聚合物负载试剂”。由于聚合物负载试剂容易与小分子底物分离且自身可以循环再生 使用而在有机合成中倍受关注。下面我们就简要介绍一下一些典型的聚合物固载试剂 以及其表征及监测。 2 l 。1 。1 聚合物圈载试旁j 的表征及反应的监测 从某种意义上说任何反应都需要跟踪，这对于决定何时反应宛成、优化反应产 率、把标准方法用于新的底物以及使反应扩大化等至关墓要。在一个典型的溶液反应 中：组分a _ 葶组分b 在试剂或催化荆的存在下反应生成产物c 和付产物d 。可以通过 观查颜色、棚或者p h 值的变化，跟踪a 或b 或莱一试剂的消失，或者竖测c 或d 的出瑗。薄鼹色谱( t l c ) 、气相色谱f g e ) 、滚棚色谱( l e ) 、按磁筵撮( n m r ) 秽痿 谱( 糙s ) 等都燕跺踪纯合秘密现或清失鹊方覆麴工兵。在液楣合戏中，一定蠢豹a 和 b 反应，产物c 的重量可以用来衡蛰反应的产率。 固相反应的跟踪更舆有挑战性。在一个典型的固相反应中组分a 和c 必价连接到 聚合物载体上。因此难以跟踪其出现或消失。通常组分c 或试剂大大过量，反应过程 中其浓度没有明显的变化。在固相会成中必须考虑聚舍物的负载量，它是微量单位熏 量楗脂适有怒体或溪性寓能团多少的一个重要攒标。由于挝脂不能在滚剂中溶姆，因 此只毙崩重爨分析法测定聚合物的受载食量，其单伎为凝摩尔每克( m m o l g ) 。通过比 较舔料鞍产物静负载含爨胃戮褥到弱裰反斑浆产率。元素分析、滴定法或者中闯体麴 重萤分析均可用于衡量负载禽譬。 从聚合物载体上切削下来盾用经典的溶液方法袭征反巍产物是阖稻合成的个重 要的分析手段。近年来在直攮用光谱技术( 浓，m s 和n m s t 等) 分析连在聚合物上的 有机部分取得了很犬的进展，现在就对聚合物负载试剂的分析、监测作一个简要介绍。 1 1 1 1 官能团滴定 最著名的要数多歇含成中用茚墨酮f 司检测自由胺的存在及反应进行的程度。试刺 主要有三部分组成：1 ) 5 0 0 m g 尊三酮溶于t o t a l 己醇，2 ) 8 0m g 苯酚溶于2 0 m l 乙醇，3 ) 2 m l 螅o ，0 0 1 m 的瓴化钾溶渡楚1 0 0 m l 女魄睫撼释。举例来说，默树月鬟1 ) 科：o 。8 9 m m o l g ) 与b o c g i u ( o b z l ) 生成b o c - g i u ( o b z l ) - r e s i n ，反蔽一段时耀爱，墩出一小部分树瓣， 过滤，溺二氯荦烷充分洗涤，待监溺静树精置予一个，j 、试管中，然后三种试裁各船入 2 3 滴，试管置于水浴上煮沸5 分锌，并不时摇晃。假如树脂没有变颜色，溶液为 淡黄色，则表明反应完全，假如树脂变为兰色，则说明尚束反应完全。还研究了这种 3 方法的灵敏性。用少于等当量的b o c 氨基酸与氨基树脂进行反应，剩余氨基酸削 d o r m a n 滴定法进行测定。偶合反应重复三次，直到茚三酮监测发现只有很浅但仍能观 测到浅兰色。监测结果见下表 t a b l ei - lt h ed e t e c t i o no ff r e ea m i n ew i t hn i n h y d r i n r e a c t i o nr e a c t e do f r e s i n ( 1 ) n i n h y d i n t e s t l s t7 6b e a d sd a r kb l u e d a r kb l u es o l n 2 n d8 4b e a d sd a r kb l u e ，m o d b l u es o l n 3 r d9 4b e a d s r o o d b l u e ，s l i g h tb l u e s o l n ! 塑竺! ：兰旦! 鲤! ! ! i l 些! ! 堡! ! ! ! ! ! ! ! ! 竺! ! ! ! ! ： 这表明小于5 p , m m g 的自由胺基仍可以由这种方法检测出来。 另外常用的基于官能团的滴定方法所用的试剂还包括酱味酸、三们越苯磺艘、汉 酚蓝t 4 】以及检测自由硫醇的 e l l m a n st e s t ”1 5 l 口以及经典的用于测定树脂负载容量的元 索分析等方法。 1 1 1 2 红外 对于不可溶的聚合物负载反应来说，不需要借助介质的红外分析可能是最方便的 分析工具- y t 6 1 。通过监测某一特定官能团的消失和出现，可以监测反应是否进行以及 进行的程度。例如在氨基树脂与b o c 保护氨基酸合成多肽的反应中，可以监测氨基的 消失以及酰胺键的生成。 f a n 等人用单球f t i r 光谱研究了氯q _ l 基化聚苯乙烯与羧陂 盐酯化反应的动力掣刀( s c h e m e1 - 1 ) 。反应开始后，每隔一定的时间取出几粒悬浮树脂， k b r 压片进行红外分析，跟踪酯键的形成，计算得知此假一级速率常数为5 0 1 0 4 s 一，t 1 2 为2 3 秒。这一速率比溶液反应要快的多。( k = 1 0 3 1 0 2s “m ，h 2 = 1 7 0 1 7 0 0 m i n ) 起始 原料醋酸钾在d m f 中溶解度很小，这一点对溶液反应和固相反应是一致的，因此墩 代反应是决速步骤。应当说大的取代基( 例如聚合物负载反应中的聚合物骨架) 会降 低反应速率，但是反应原料在聚合物微球内浓缩，这种高的局部浓度也许对加速起了 决定性作用。 4 c l o 劁 s c h e m e1 - 1 聚合物的骨架决定了聚合物的溶解和溶胀性，溶胀程度相应的影响原料的扩散迷 率和负载底物的活性，按理说含有一个 t c n t a g c l ”的聚苯乙烯树脂应当比单纯聚苯乙烯 树j j 旨负载的反应速率墨j ；快。但足红外跟踪i ) f 兜了) e 速率发现事实j l ：i i ：! c i l i l e 。m j 梵赴 w a n g 树脂上的反应速率更快。这说明t c n t a g e l 并没有对反应起加速作用，这表明底 物扩散进入聚合物球内并非决速步骤。以上结果清楚的说明时间分辨红外技术在研究 聚合物结构对反应速率的重要作用，有利于帮助选择合适的载体。 1 1 1 3 拉曼 f t - r a m a n 技术提供的信息正好是f t - i r 的一个补充1 8 】。一般而言，f t - i r 适合表 征负载的部分，因为其一般为极性官能团，在红外区给出强吸收峰。另一方面，有些 官能团在拉曼区给出强吸收例如在自由基引发剂1 ( f i s u r e l - 1 ) 的制备过程中，反应的 进行可以很好的由拉曼谱上2 2 4 1 6 m “处c n 吸收峰的出现以及1 2 6 5 c m 。处c c 1 吸收 峰的消失来监测0 】。 嘎恻 c nc n f i g u r e1 - 1 拉曼光谱最大的用途是在聚合物载体的分析上，这一点对于理解聚合物负载试剂 和催化剂的性质，特别是负载以后性质的变化至关重要。不同取代模式的苯环给出不 同的谱带，从而可以从拉曼光谱给出的信息研究聚合物的交联度。相应于对位取代苯 环的峰带的强度可以作为交联聚苯乙烯交联度的一个定量指标叫。 。社 吣 拿 1 1 1 4 核磁 n m r 是小分子化台物最常用的结构表征方法。在固相合成产物的表征和反应进程 的监测中n m r 也倍受关注。因为样品中原子的自由度和样品基质的均一性对n m r 的 峰宽有很大影响，化合物的固载极大地影响着n m r 的类型和质量。早期固相多肽和 寡聚核糖的研究者用凝胶n m r 光谱表征聚合物负载产物的结构 12 1 。凝胶n m r 使用 经典溶液型n m r 探针，聚合物样品预先经过合适的溶剂进行溶胀。与溶液中的n m r 峰相比，凝胶n m r 信号相对较宽，只有从1 3 c ，3 1 p 和1 9 f 这些本身就有较宽光谱分散 的核中才能得到有用的信息1 1 3 q 5 】。由于1 3 c 核的丰度较底，需要延长光谱获得时间， 光谱信息受聚合物基质干扰较大。假如用富含1 3 c 的原料进行固相合成，则1 3 c 凝胶 n m r 可以方便、快速地监测反应的进行【16 】。用2 0 m g 树脂在一个5 m m 的n m r 管中， 几分钟内就可以得到很好信噪比的谱图。这种快速”c n m r 方法可以方便地用于优化 固相合成模型条件。 由于凝胶1 h n m r 信号通常太宽( 2 5 h z ) 雨不能用于固相合成的结构分析。这 种峰加宽现象是由固载化合物分子的自由度受到限制，样品周围磁场的非均一性和同 核之间的偶极相互作用等三个因素引起的。后面的两个因素可以通过在“m a g i ca n g l e ” 快速自旋降到最小。k e i f e r 把同一个化合物样品连到不同的树脂上【l6 1 ，用不同的溶剂 进行溶胀得到了一系列1 卸忱a s 谱。研究发现树脂结构是影响峰宽的决定性因素，溶 剂效应处于第二位。有一个长的可自由活动的聚乙烯连接臂的“t e n t a g e l ”给出了最好 的峰型，其在c d 2 c h 中的峰宽仅为- - , 4 h z 。不同类型的树脂( e g w a n g ，m e r r i f i e l d ， t e m a g e l ) 等给出了特征的背景信号，包括由于聚苯乙烯核旋转受阻而得到的宽的芳香 环的共振峰。预饱和或者用自旋响应脉冲可以有效的减少这些不需要的干扰，得到与 溶液样品类似的o h n m r 信号。 高分辨1 hm a s 从5 m g 树脂在数分钟内即可得到，纳米- n m r 探针的灵敏度却可 以从一个树脂球中得到足够的信息。3 ，5 二甲氧基j 3 c 一苯甲酸连到单个w a n g 树脂 球( 8 0 0 p m o l 样品) 上，滤过1 3 c 的1 h n m r 谱在3 7 p p m 处有一个清楚的双峰( o c h 3 ) 0 7 。最近从一个大孔t e n t a g e l 树脂( 直径：4 0 0 7 5 0 z m ；1 0 6 5 n m o l 样品) 上用c p m a s 探针可以直接观测到清楚的、可以进行分析的核磁峰，从而可以方便的表征乙内酰胺 固相合成的中间体【1 8 】。 6 1 1 1 5 可溶性聚合物固载试剂的表征 固载在可溶性聚合物载体上的产物可以通过常规的分析方法进行表征。u v - v i s ，1 r ， n m r 甚至不需要把产物从载体上切割下来就可以直接用t l c 监测反应的进行。滴定 和衍生化等一些常规的化学方法也可以在载体存在下对化台物进行鉴定 1 9 - 2 1 】。在聚乙 二醇负载的多肽合成中可以用茚三酮、荧光胺或者电位滴定进行跟踪监测【2 ”。但是电 位滴定对于链长大于六个肽链的多肽给出的结果不可信【2 ”。在相当于肌红蛋白6 6 7 3 的憎水多肽的合成过程中，用园二色监测每一步反应的进行【2 ”。从园二色可以看出二 级结构的形成以及保护基对多肽结构的影响。由于聚乙二醇的u v 吸收在1 9 0 m a ，因 此聚合物载体并不会干扰其测定。由于聚合物在许多溶剂中可溶，使许多小分子时不 易溶解的多肽固载后也可以溶解，进行溶液分析。 1 1 2 一些典型的聚合物固载试剂 1 1 2 1 聚合物负载氧化剂 许多研究小组都报道过氧化剂固载到一个聚合物载体上，其中也有可溶性聚合物 作为载体。例如，s c h u t t e n b e r g 报道了用n 氯代尼龙作为可溶性聚合物试剂氧化一级 和二级醇或者把硫化物氧化为亚砜1 2 5 。用次氮酸叔丁酯，一氧化氯或者次氯酸在四氯 化碳中氯化线性聚酰胺得到n 氯代尼龙。有趣的是，n 氯代尼龙与其相应的母体化合 物的溶解性能有很大不同。虽然其母体化合物在许多溶剂中不能溶解，n 一氯代尼龙却 可以在氯仿、苯和甲苯中溶解。这是由于c l n 键取代h - n 键以后，聚酰胺之间不能 再形成氢键，分子间作用力大大减少。当其用作氧化剂时，聚合物负载试剂又转化为 其母体化合物聚酰胺。因此反应结束，试剂从反应混合物中沉淀出来，可以通过简单 的过滤除去，用次氯酸叔丁酯或者次氯酸处理又可以再生。 m o f f a t 氧化反应是一个在温和条件下氧化醇的有用的方法( s c h e m e1 - 2 ) ，但是 由于分离所形成的脲较为困难使其应用受到限制【2 ”。虽然水溶性的碳二酰亚胺的出现 部分解决了这一问题，如何分离水溶性产物仍旧是一个问题。运用聚合物负载碳二酰 亚胺2 是一个较好的解决办法1 2 7 1 。其由氯甲基化交联聚苯乙烯得到，活性官能团含量 大约为2 m m o 垤( 如s c h e m e1 - 3 所示) 。反应在苯和二甲基亚砜混合溶剂中效果较好， 单独用二甲基驻砜作溶剂树脂不能充分溶胀。 轴一+ 删一。一r - n h c o n h - - r + ( c 。s s c h e m e1 - 2m o f f a to x i d a t i o n o ( b p 。0 羞 ( i i i ) i 4 = , t + c = o 划i 磊蕊划一c h 2 c je 氇n 毪 s c h e m e1 - 3 p o l y m e r - s u p p o r t e d m o f f a to x i d a t i o n r e a g e n t s w e m 裁健爱应怒骞概会艘中一个将裂套徐篷熬、广泛斑糟装复瘦，它的主要袋 点是生成有恶舆气味的、易挥发的二甲基硫。报道了许多解决办法，其中包括在s w e m 氧优反应中弼个修饰的聚合物受载二甲亚砜l f 矧。在溅拐的报道中蔫m c r r i f i e l d 树膳， 虽然反应比较成功，但是试剂再生时裁化剂负载容量下降9 2 7 8 。6 - 甲基硫醚己酸 与p e g 反应生成p e g 固载硫醚，接着用高碘酸钠氧化得到p e g 固载s w e m 氧化剂3 ( f i g u r e1 - 2 ) 。一系列醇怒p e g 霾载s w e m 氧化裁窝经典的s w e m 氧化潮氧化，产率基 本相当 2 9 1 。当聚合物熊载试剂躐化e n d o - b o m e o l 后，回收的试剂用高碘酸钠飘化，有 9 1 豹试裁霉麓。当经过五次氧纯，霉袋箨繇嚣，氧亿裁懿受载容量没饔明显下海。 ，冁刊。吣礤 f i g u r e1 - 2 3 超键碘化物( r e x ) 是有机含成中一个有用的试剂，在许多化学转化中发挥麓重要作 羯，特翻是终梵氧纯裁。其爨患交：离效、荔褥、反应条 孛瀵羁、黯承蒸汽秘氧稳定 以及环境友好、可以再生。m a r c e lm i i b a i e r 和a t h a n a s s i o sg i a r m i s 把其负载在二二氧化硪 上f 3 。1 ( 试蘸4 ) 上，发现其在温和条停下可淡缀好缝鬣佬醇成箕褶应的醛( 一级醇) 龟h c 。c c ： 全啦9 印嗽 一 啃。 昂锨 或酮( 二级醇) 。试剂4 的还原形式可以通过简单的过滤除去，川过f l f c 峻氢侧j 处删义j 以再生。其合成见s c h e m e l 4 r e a g e n ta n do o n d i t i o n ：a ) n a n 0 2 h 2 s o “k i ，；b ) n n - d i m e t h y l f o r m a m l d e 薛i e n b u 叫a c e l a l5 0 ：c ) n a h b r c f i z c o o e t t h e nn a o h ；：d ) a m h o p r o p y l s i l i c aq e l o i c h o b t ，0 2 ：e ) i d f l u o r o a c e t i ca d d ( 1 0 ) t h e no o n ； s c h e m e1 - 4 对小分子i b x 试剂，d m s o 是不可缺少的溶剂，而负载试剂4 在t h f 中效果最 好。水的存在对试剂活性没有影响。得到的产品纯度很高，产率很好。g e r h a r d 和s o r g e ta 1 把同样的试剂负载在聚苯乙烯上也得到了很好的结果。 叔丁基铬酸酯也是一个很好的温和氧化剂，但是这个小分子化合物需要在低温条 件下制备，其分离需要冷冻干燥技术。通常其易挥发，对温度和光敏感，除非低温储 藏，一般寿命很短。交联聚苯乙烯与溴丙酮在无水三氯化铝的存在下进行付氏烷基 化反应生成甲基苯乙基酮，然后与甲基碘化镁进行格氏反应得到聚苯乙烯负载叔丁醇， 接着与三氧化铬在乙腈中回流得到聚苯乙烯负载叔丁基铬酸酯1 5 ( s c h e m e1 - 5 ) ，研 究发现其可以在温和条件下以很高产率氧化醇成相应的醛( 一级醇) 或酮( 二级醇) 。 反应结束负载试剂可以通过简单过滤除去。用过的试剂用氢氧化钾水溶液沈涤然后 在乙腈中用三氧化铬处理又可以再生( s c h e m e1 - 6 ) 。 c h 3 c o c h 2 b r a i c l 3 c h 2 c 1 2 - c s 2 s c h e m e1 5 一 洲札。 。一h 洲轧。 。 黎 昂氆 n l 邺杀 昂阜洲 爹 戏昂毗 象v s c h e m e1 - 6t h eo x i d a t i o no f a l c o h o la n dt h er e g e n a r a t i o no fr e a g e n t 1 1 。2 。2 聚合貔受载还藩裁 1 9 7 7 年g i b s o n 鞠b a i l e y 首次攒遂了孺炼受离子负载在鬻子交换褥嚣上( f i g u r e 1 3 ) 。他们尝试了a m b e r l y s ta 2 6 ，a m b e r l i t e r a - 4 0 0 ，a m b e r l i t ei r a 一4 0 1 s 和a m b e r l i t e i r a - 9 3 8 ，发现a m b e r l y s t a 2 6 效果最好。 硼烧受离子受载在鬻离子变抉瓣胎a g l x 8 上可以选择性遮还原醚积酮。结果表 明树脂对醛和酮有很搿的选择性( t a b l ei - 2 ) ，还原速率在甲醇中比乙胖t 队，q l d l t 有 趣麓蹩，试裁剐芳香醛巍l 冀魏醛瞧霄逡释滢，游香醛凌l 嚣黪醛逛琢扶，裁芳香袋滔巍， 含拉电子取代基的比含给电子取代基的反应速度快。墩后，试剂对环状和非环状酮也 有遥铎褴，环狡酮优先被还原。 令c 晶鼠 f i g u r e 1 - 3g e n e r a l i z e df o r m u l ao f b o r o h y d r i d e r e s i n t a b l e l 一2 r e p r e s e n t a t i v ee x a m p l e so f t h es e l e c t i v er e d u c t i o no fe a r b o n y lc o m p o u n d s w i t hb o r o h y d r i d er e s i n 墅型要她! 型型j! ! 憋坐 塑型兰坠! 螋! ! ! ! 塑 1 b e n z a l d e h y d e e t o h5 - 2 59 9 a c e t o p h e n o n e i 2 3 b e n z a l d e h y d e e t o h5* 2 5 1 0 0 h e p t a n 一2 - o n e 0 b e n z a l d e h y d e m e o h1一l o 9 8 5 h e x a n o l 6 5 l o 4 p - n i t r o b e n z a l d e h y d e m e o hi p - m o t h o x y b e n z a l d e h y d e 5 c y c l o h e x a n o n e m e o h9 h e p t a n - 4 o n e 1 0 0 9 2 3 5 2 9 5 i 3 9 8d e t e r m i n e d b y g l cw i t hr e f e r e n c et oa ni n t e m a ls t a n d a r d m m g b r 2 ( 1 i ) i t - b u s n c l a 邑一 一s n c l s c h e m e1 7 研究最多的共价相连的聚合物负载还原剂是交联聚苯乙烯负载锡烷【3 3 】( 试剂7 ) 。 其制备如s c h e m e1 - 7 所示。活性负氢的含量为2 0 2 5 m m o v g ，2 0 c 放置两个月活性损 失大约一半。比起小分子锡烷，负载锡烷没有气味且无毒。试剂7 可以很好地还原醛 和酮成其相应的醇，反应时间比小分子长。四氯化铂可以催化负载锡烷的还原反应。 负载锡烷还可以还原碘化物和溴化物成其相应的烷烃。还原几乎定量进行，反应结束 过滤去树脂得到一个几乎纯的产物。但是聚合物负载锡烷试剂很难回收再用。 j a s r e e 报道了聚合物负载乙二胺硼烷还原剂8 1 3 4 l 。氯甲基化聚苯乙烯树脂在吡啶 存在下与乙二胺反应得到含e d a m 的树脂。树脂用浓盐酸处理成盐，然后用硼氢化钠 还原得到e d a b h 3 试荆8 ( s c h e m e1 - 8 ) 。试剂8 可以对醛进行定量还原，但相同条件 下不还原酮。反应结束树脂可以通过简单的过滤除去。用过的树脂酸化，用硼氢化钠 还原又可以再生，活性没有明显降低( s c h e m e1 - 9 ) 00 o c 机o n e h 一宅i 毒嚣峭8 ： 6 一州一( c 一粉一： 6 叱i 七c “：砖。“z “译“罅： s c h e m e1 - 8 a乔y叩。 雯丫。 帖呻竺 竺m篙 只v 毗 s c h e m ei - 9 s m i t h 数述了个用霹溶牲聚食物还赈裁产生胶炊分数豹缀憩无定型硒螅方法 【3 懿。聚丙烯酸水湃液雳水和肼处理，接着加入硒酸得到稳患的红色分散液滗定型硒。 爱痰在是够撩懿滚渡孛送行，蜀i | 互i 试为每个聚嚣爝黢熬都憝革一麴，疆蔓之阕竣帮予 执。当硒黢煳进聚会燃溶滚中 丛熙，在空燃上与一个绘定购袋露爝酰腆接避的硒酸分 子放还藤舞疆骧予。这些嚣予在攀个懿委l 臻连接在聚蠢爨酸酝嚣絮上麓滢零鬏粒中聚 结。在这一聚合物负载试粼中嚣有7 5 的酸被中和，剩余的酸对试捅还原硒酸超催他 俸鼹。 1 1 2 3 有机膦试剂 溶魏聚会兹支蔑貔三苯基膦试裁避年亲受强广泛关注，遂一试裁窿诸磐 s t a u d i n g e r 迸原、m i t s u n o b u 反应、w i t f i g 反应阻及簿的氯化反应等有机合成中有广泛 静疵雳。这一试栽的最大键点是蒺疲彳寸产镪三苯慧裁漪纯食物容器觚爱赢澈含褥中分 离嫩袋 1 9 8 3 锋首次报道了由非交联聚苯乙烯支载的兰苯基麟试剂91 3 7 ，其熊载容爨为 2 7 3 。0 m m o l g 。辈交联蒙攀毛烬支载瓣三苯基辫试裁冬交联蠖聚苯王；烯支泼熬试裁滔 馒棚当。当长久放壁以后，聚合物嶷载试刹交联，不能慰张溶刘中溶解。起贻原斟线 毪聚苯乙添在爱藏袈襻下霹黻溶瓣，爱盛缝素聚会貔滚淀爨寒霹以遂遘麓龌黪遘游进 行缝化。翔避翡聚含物试齐j 应当含错桶应的膦氯化合物和筑载二氯荦基膦鼢，透过苄 酵嫒3 苯基焉醛转健秀冀柩瘫翡氯代貔韵动力学测定，h o d g e 搿蠹 可溶後聚台辫支载 童 的三苯基膦试剂活性比交联聚苯乙烯支载试剂活性略微低些。经过改进的非交联聚苯 乙烯支载三苯基膦试剂1 0 用于s t a u d i n g e r a z a w i t t i g 反应，结果比相应的不可溶聚合 物支载试剂好3 8 1 。后来这一试剂又用于从b a y l i s h i l l m a n 加成产物经由高度区域选择 性的m i t s u n o b u 反应生成顺式三取代烯【”1 。可溶性聚合物支载试剂比相应的小分子试 剂三苯基膦区域选择性高，这可能是由于可溶性聚合物负载膦试剂的立体障碍较大。 聚乙烯骨架也是一个支载苯基膦试剂的很好的载体【4 0 1 。线性聚乙烯由阴离子聚合 制备得到，通过与氯化二苯基膦反应得到聚合物支载试剂1 1 。试剂活性与交联聚苯乙 烯支载试剂活性相当。膦氧化合物用三氯硅氢还原可以使试剂1 1 再生。但活性只有原 来的4 0 。这是因为反应过程中生成氯化膦盐付产物，其不能被还原。 1 9 9 7 年，j a n d a 报道了p e g 负载三苯基膦试剂1 2 ，其主要用于两类反应中【4 ”。首 先化学选择性还原叠氮化合物的s t a u d i n g e r 反应【4 2 。4 。一系列脂肪族和芳香族叠氮化 合物在同样条件下用p e g 支载试剂和交联聚苯乙烯支载试剂进行还原，在所有情况 下p e g 支载试剂的反应时间要短，并且有的情况下聚苯乙烯支载试剂不能进行反应而 p e g 支载试剂仍能够进行反应，这充分表明可溶性聚合物支载试剂的优越性( t a b l e 1 - 3 ) 。 t a b l e1 - 3 c o m p a r a t i v es t a u d i n g e rr e a c t i o nu s i n g1 2a n dp o l y s t y r e n e p p l l 3w i t ht h el i s t e d a z i d e s 心e 弋面矿坠可广瓦鬻塑等 e l 少凸 9 52 一n or e a c t i o n 心、b a c ，袅转褂。 9 81 58 28 9 19 51 1 9 039 43 5 一般情况下，m i t s u n o b u 反应由于付产物的生成需要色谱分离得到纯的产物，对 于不可溶聚合物支载试剂，这一问题已经众所周知棚。但是在可溶性聚合物p e g 支载 酋 试剂1 2 和偶氮二羧酸乙酯存在下，苯酚和一系列醇反应得到单一的醚化，“物，与 s t a u d i