（有机化学专业论文）手性配体ppfa和faa在不对称加成反应中的应用.pdf

郑州大学硕士学位论文 摘要 本文以催化不对称反应为目标，用已知的手性配体p p f a 和实验室已有的 手性配体二茂铁基氮杂环丙醇分别完成了二乙基锌对b 芳基硝基乙烯的不对称 共轭加成反应和以芳基硼酸为芳香源对醛的不对称芳基化反应，均取得了较好的 结果。 一、手性配体p p f a 和铜催化二乙基锌对b 芳基硝基乙烯的不对称共轭加成反 应 有机金属试剂光学选择性共轭加成到硝基烯为我们提供了一个有利的碳一 碳成键过程。然而这种类型的反应对于底物结构和二烷基锌的种类局限性很强， 只有非常有限的底物能取得中等甚至较好的结果。我们利用已知的手性氮、膦配 体p p f a 和铜催化了一系列取代b 苯基硝基乙烯，只有苯基邻位有供电子取代 基的b 芳基硝基乙烯能取得适中的结果。 h m e 8 2 lm舞me4l,h 囝 固p p f a 胄) 一p p f a n o ，p p f ao 麟，c u ( o t f ) 2 ，3 垦垄! - - 4 5 c ，d r yt o l u e n e u p t o6 0 c c ，8 1 y i e l d 二、用同一种手性二茂铁基氮杂环丙醇配体高效光学选择性合成( 置) 和( s ) - 二芳基甲醇 由于手性二芳基甲醇是制备具有药物和生物活性有机化合物的重要中间体， 因此有效的高光学选择性合成手性二芳基甲醇具有重要的研究价值。我们小组发 现手性二茂铁基氮杂环丙醇配体是一种高效催化剂用于不对称芳基转移到醛的 反应。在催化量的手性配体l 的作应下我们能很容易的得到( s ) 构型的二芳基甲 醇。随着研究工作的深入进行我们发现了一个有趣的现象，给定的一系列二芳基 甲醇的豫 一和( 曲一构型的一对对映异构体能用同一种催化量的配体l 通过催化 郑州大学硕十学位论文 芳基转移到醛的反应得到，方法是通过交换参加反应的两种化合物的取代基。 耕矽叫_ b r 眷胁r 关键词：不对称催化， 芳基转移催化反应，共轭加成反应，二茂铁基氮杂环 丙 郑州大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h et a r g e to ft h i sp a p e ri st oa p p l yo l dc a t a l y s t st on e wa s y m m e t r i cr e a c t i o n c h i r a lf c r r o c e n y lp h o s p h o r a m i d i t ei i g a n d s 僻，回p p f aa n dp ，回p p f ah a v e b e e nr e p o r t e db e f o r e1 9 8 1 c h i r a lf e r r o c e n y la z i r i d i n oa l c o h o ll i g a n dw a ss y n t h e s i z e d i no u rl a b o r a t o r yt h r e ey e a r sa g ob yp r o f e a s e rm i n c a n - w a n g n o ww et r yt ou s eb o t l l o ft h e mt o c o p p e r - c a t a l y z e da s y m m e t r i cc o n j u g a t ea d d i t i o n o fd i e t h y l z i n ct o s u b s t i t u t e d1 3 - n i t r o s t y r e n ea n da s y m m e t r i ca r y lt r a n s f e rr e a c t i o nt oa l d e h y d e sw i t l l b o r o n i ca c i d sa sa r y ls o u r c e ，r e s p e c t i v e l y b o t ho ft h e mg o tm o d e r a t eo re x c e l l e n t r e s u l t s ( i ) c o p p e r - c a t a l y z e da s y m m e t r i cc o n j u g a t ea d d i t i o no fd i e t h y l z i n c t os u b s t i t u t e d1 3 - n i t r o s t y r e n e e n a n t i o s e l e c t i v e c o n ： u g a t e a d d i t i o n so f o r g a n o m e t a l l i cr e a g e n t s t o n i t r o a l k e n e sp r o v i d e sau s e f u lc a r b o n c a r b o nb o n df o r m i n gp r o c e s s a m o n gs u c h p r o c e s s e s ，t h ec o p p e r - c a t a l y z e dd i a l k y l z i n ca d d i t i o nt on i t r o a l k e n e ah a sr e c e n t l y b e e ne x t e n s i v e l ya t t e n t e db yc h e m i s t si nt h i sf i e l d t h ee n a n t i o s e l e e t i v i t yo ft h i s r e a c t i o nh a sb e e nm o d e s tt of a i r l yg o o de x c e p tf o ro n l yaf e wp a r t i c u l a rt y p e so f s u b s t r a t e sw i t he x c e l l e e ts e l e c t i v i t yw a sa c h i e v e d w eu s eo l dc h i r a l p h o s p h o r a m i d i t el i g a n dp p f aw h i t hc o p p e rc a t a l y z e das e r i e so fs u b s t i t u t e d9 - n i t r o - s t y r e n e ，o n l yt h eo r t h o - s u b s t i m t e d1 3 n i t r o - s t y r e n eg o tm o d e r a t er e s u l t s 郑州大学硕七学位论文 ( r 固- p p f a( s r ) p p f a n o ， p p f a o 6 ，c u ( o t f ) 2 ，3 。 曼2 垒 _ 4 5 。c ，d r yt o l u e n e ( i i ) h i g h l ye n a n t i o s e l e c t i v ep r e p a r a t i o no f ( r ) - a n d ( s ) - d i a r y l m e t h a n o l sc a t a l y z e db yt h es a m ec h i r a lf e r r o c e n y l a z i r i d i n oa l c o h o l - 1 1 1 ee 佑e i e n ta n dh i 曲l ye n a n t i o s e l e c t i v es y n t h e s i so fc h i r a ld i a r y i m e t h a n o li s o fp r i m a r yi m p o r t a n c eb e c a u s es o m oo ft h e ma t ei m p o r t a n ti n t e r m e d i a t e sf o r p r e p a r a t i o no fp h a t m a e n l o g i t a l l ya n db i o l o g i c a l l ya c t i v ec o m p o u n d s o u rg r o u p f i n dt h a t ( 2 s ) 一1 - f e r r o e e n y l m e t h y l a z i r i d i n 一2 一y l ( d i p h e n y l ) m e t h a n o lli sah i g h l y e f f e c t i v ec a t a l y s ti na r y lt r a n s f e rr e a c t i o nt oa l d e h y d e sw i t hb o t a n i ca c i d s 勰a t y l s o l l r c c ( s ) 一d i a r y l m e t h a n o l 咖b ee a s i l yo b t a i n e di nt h ep r e s e n to f ac a t a l y t i ca m o u n t o fl i g a n dl w i t ht h e i m p r o v e m e n to fo u rw o r k , w of o u n d a ni n t e r e s t i n g p h e n o m e n a ，t h er o rse n a n t i o m e r so fas e r i e so fg i v e nd i a r y l m e t h a n o l sc a nb e e a s i l yo b t a i n e di nh i g hy i e l d sw i t he x c e l l e n te n a n t i o s e l e c t i v i t i e ss i m p l yb yt h er e v e r s e c o m b i n a t i o n so f b o t hr e a c t i o np a r t n e r s 郑州大学硕十学位论文 u p t o9 8 0 k e yw o r d s ：a s y m m e t r i cc a t a l y s i s ；c o n j u g a t e da d d i t i o n ；n r y lt r a n s f e rr e a c t i o n st o a l d e h y d e s ；f e r r o c e n y la z i r i d i n o la l c o h 0 1 郑州大学硕十学位论文 第一章二茂铁基氮、膦手性配体p p f a 和铜催化二乙基锌 对仅p - 不饱和芳基硝基烯的不对称加成反应研究 1 1np 不饱和硝基化合物的不对称共轭加成研究进展 b - 取代的硝基化合物是合成天然生物碱和许多药物的关键中间体，可以由 a ，阻不饱和硝基化合物通过共轭加成获得；有机金属试剂和不饱和硝基化合物 的共轭加成是合成此类重要中间体的最简便，最快捷的方法之一，已经引起了化 学界的广泛关注。【1 - 3 l 1 1 1 钛作催化剂 s b a c h 小组最早研究了用t a d d o l s 类配体和钛络合物l 1 1 催化的烷基 锌和芳香族不饱和硝基化合物的不对称共轭加成，得到了很高的收率和很好的对 映选择性( f i g u r e l 1 ) 。对于这类底物，反应的对应选择性随着芳基的位阻增大 而提高( 如1 4 ) ，噻吩和呋喃取代的的不饱和硝基化合物也得到很好的结果。 可是当碳碳双键上还有其他取代基团时，收率明显降低( 如1 7 ) 。 1 19 2 y i e l d 7 4 e e n 斜 1 1 h 书工r 慨 1 2 9 4 y i e l d 1 39 5 y i d d 7 6 c e 7 6 c c ；叮 2 ；：旷 郑州大学硕士学位论文 t f f 、 力r 2o 2 广慨 1 49 2 y i e l d 9 0 c c 1 73 5 y i e l d 6 8 e e 1 59 8 y i e l d 7 8 e e 飞人n 0 2 l ? 1 88 3 y i e l d 8 0 e e o c h 3 1 68 7 y i e l d 7 6 e e p 吣，人，n 0 2 l 3 1 98 8 v i e l d 7 4 e e 1 1 09 0 y i e l d 7 8 f i g u r e1 1 钛催化的不饱和硝基化合物的共轭加成反应 1 1 2 铜作催化剂 铜催化的烷基锌试剂对ab 不饱和硝基化合物的不对称加成反应的研究和对 ( 1 t1 3 - 不饱和酮的不对称加成反应的研究一样，是此类反应研究的最多也是最成熟 的一类。 f e r i n g a 小组在不饱和酮的迈克尔加成反应研究的基础上，进一步研究了铜 催化的有机锌试剂和不饱和硝基化合物的共轭加成反应。【4 1 他们使用了多种单膦 配体( f i g u r e l 2 ) 来尝试实现此类反应的不对称催化，首先用配体l 1 2 和c u ( o t f ) 2 催化乙基锌和底物1 1 1 的迈克尔加成反应，但是产物的d r 和e e 值均很低( t a b l e 1 1 ) 。而当底物为环状内酯1 1 3 时d r 值及e e 值均有所提高( t a b l e l 2 ) ：特别 是对底物1 1 3 b ，当用乙基锌加成可以得到对应选择性为9 0 的产物，而甲基锌加 成的产物只有3 7 的对应选择性，( t a b l e l 2e n t r i e s 4 ，5 ) 。 郑州大学硕十学位论文 f i g u r e 1 2 t a b l e1 1l i 2 铜络合物催化的不饱和硝基化合物1 1 l 的不对称共轭加成反应 r _ = 。n 0 2 c 0 2 e l 1 2m o lc u ( o t t ) 2 2 4 m o ll 1 2 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - e t 2 z n ，t o l u e n e 7 03 h & 玖伊 a b o t a b l e1 2l 1 2 铜络合物催化的不饱和硝基化合物1 1 3 的不对称共轭加成反应。 r 1 1 3 n 1 2 m 0 1 c u ( o t f ) 2 2 4 m 0 1 l 2 2 r ，z n ，t o l u e n e 7 0 1 6 hr _ _ _ _ _ _ _ _ 。 2 1i n h c i r 1 1 4 郑州大学硕士学位论文 随后他们又报道的单膦配体的铜络合物催化的乙基锌和脂肪族不饱合硝基 化合物1 1 5 的共轭加成反应。1 5 , 6 其反应结果显示配体l 1 2 的效果要优于其他 配体，除了底物为1 1 5 d 时反应的对映选择性为8 4 e e 外，其他底物的对映选 择性均在9 0 e e 以上。( s c h e m e l 2 ) 。 r o i o r 1 1 5 1m 0 1 c u ( o t f ) 2 n 0 2 2 t o o l l - - - - - - - - - - - - - - - - - - 二- - - - - 卜 e t 2 z n t o l u e n e 4 5 i 1 2 r 队。“0 2 i r o 1 1 6 p 1 1 5 b n 0 2 护 - 1 1 5 c n o ，卧，( , o 个例n 0 2 l 1 l 1 2 57 7 0 2 , 7 9 6 1 e e l l i 27 9 ，, 9 2 e e e l 2 27 2l57 4 7 9 e l , l ，8 4 c l 1 57 0 7 6 1 ， e 二 ，酣7 嵋 s c h e m e1 2 乙基锌对不饱和硝基化合物1 15 的不对称共轭加成反应 a l e x a k i s 小组研究了联苯骨架的单膦配体( f i g u r e l 3 ) 用于酮催化的有机锌 试剂和b _ 不饱和硝基化合物的迈克尔加成反应研究。【刀 鬻 8 2 5 7 2 3 2 2 2 3 4 5l l l l 郑州大学硕士学位论文 其实验数据显示，不同的铜盐作催化剂前体对反应结果有很大的影响 ( t a b l e l 3 ) ，开链底物1 1 7 的加成反应的对应选择性与六元环底物1 1 8 相比较 相差很多。 s j l l 6 与c u ( o a c ) h 2 0 形成的络合物对1 1 7 催化效果最好，对应选择 性为8 2 ( e n t r y2 ) ，环烷酸酮盐( c u n a p h t ) 与几种单膦配体形成的络合物对 底物1 1 8 均有较好的催化效果，其对应选择性大于9 2 。( e n t r y8 ) 。 f i g u r e1 3a l e x a k i s 小组的单膦配体 t a b l e1 3 l i 2 l 1 5 7 铜络合物催化的不对称共轭加成反应 2 m 0 1 c u x 4 m o l l e h z n 3 0 3 h ( 八z 他们小组随后又设计出其他新的单膦配体( f i g u r e1 4 ) ，用于铜催化的乙基 锌和不饱和硝基化合物的共轭加成，与先前的工作相比较，【l 习特别是对于那些 芳基取代的开链ab 不饱和硝基化合物，均能得到很好的转化率和 9 0 的对映 选择性( t a b l e1 4 ) 。【9 】 f i g u r e1 4 a l e x a k i s 小组的单膦配体 郑州大学硕士学位论文 t a b l ei al 2 8 2 9 和c u t c 的络合物催化的不对称共轭加成 2 m o l c l l l 4 m o l l 2 8 l 2 9 1 2e t 2 z n ，e t 2 0 3 0 1 2 h r c 文 h o v e y d a 小组用肽l 1 1 0 作为配体应用到了铜催化的旺b 不饱和硝基化合 物的迈克尔加成反应中，并取得了非常好得效果( s c h e m e1 2 ) u o ，在对芳香基 底物的加成中，均能达到很好的对应选择性。特别是对烷基取代的底物，如对直 链庚烷取代的底物1 2 2 ，乙基锌加成得到9 3 的，甲基锌的加成产物为8 5 ；对乙缩醛取代的底物1 1 5 a , 乙基锌和甲基锌的加成产物分别可以得8 4 e e 和7 7 e e 。这些结果比着f e r i n g a 小组的研究结果有着明显的提高。 i m 0 1 c u ( o t f ) 2 c 6 h 6 z m q l l l l q ， 3e q u i v e ( a l k y l ) 2 t o l u e n e 2 2 ， a _ t 三 三 f i g u r e1 5 郑州大学硕士学位论文 e t 2 j h m e 2 压 【( m e 2 h c c h 2 ) 3 z z n 【a c o ( c h 2 h z n 删，n 2 1 2 2 7 9 y i e l d ，9 5 e e 7 8 y i e l d 9 3 e e 7 0 y i e l d ，9 5 e e 6 0 y i e d ，8 9 e e r 卜c 7 h 1 专专专n 0 2c y 专套专专n 0 2 1 2 21 2 3 e t 2 z n 7 2 y , 9 3 e e e t 2 z n 6 4 y , 8 4 e ee t 2 z n5 2 y , 9 5 e e m e 2 z n6 8 y , 8 5 e em e e z n 6 0 y , 7 7 e e m e 2 z n5 8 y , 8 7 e e s c h e m e l 2 铜催化的烷基锌对不饱和硝基化合物的不对称共轭加成反应 随后h o v e y d a 小组还用l 1 1 0 为配体对三取代的ap 不饱和硝基化合物进 行了研究( t a b l e l 5 ) 。【1 i 】 t a b l e l 5l 1 1 0 铜络合物催化的烷基锌对 不饱和硝基化合物的不对称共轭加成反应 r j v 慨鼍2 m 篆0 1 c u ( o t f ) 2 c 6 h 6 e n t r y a r r ( a l k y l ) 2 z nt t i m e ( h ) y i e l d e e p h m e p a c d 4 _ 4 m e p - a c 6 l j h m e b l t 2 z i i e t 2 z n b u 2 z n 3 0 7 8 - 7 8 2 - n a p h t h y l m e 2 - n a p h t h y i m e p h n - p r p h i - p r e t 2 z n b u 2 z n m e 2 z n m e 2 z n 7 8 3 0 2 2 o 9 p h i - p r e t 2 z n 02 45 37 9 丁基锌的加成产物可达9 3 的对应选择性( e n t r y l ) ，对芳基上有取代基的 g ：2 鲐 跖 竹 ” 鲐 饥 昭 徊 趴 柏 髓 m m 记 住 m 铊 档 记 l 2 3 4 5 6 7 8 郑州大学硕七学位论文 底物，烷基锌试剂的链越长，则对应选择性会略有下降( e n t r i e s ) 2 4 。一般情况 下乙基加成的产物的对映选择性比甲基锌的要高。 t o m i o k a 小组将单膦配体( f i g u r e1 6 ) 与铜盐形成的络合物用于乙基锌和 不饱和硝基化合物的迈克尔加成反应中。【1 2 】双膦配体( s ) b i n a p 与铜盐( i i ) 形成的络合物催化芳香族不饱和硝基化合物和乙基锌反应的对应选择性为0 ( s c h e m e l 3 ) 。而单膦配体l i 1 l a 对脂肪族底物1 2 4 可以得到5 0 的手率和8 0 的对应选择性。 r 弋n 0 2 9 了慨 l i 1 l a 6 7 y , 6 8 e e l 1 1 l b 6 7 y , 2 6 e e l 1 1 2 5 6 y 7 e e s b i n a p4 4 y ，0 e e e 3 t 0 2 z n ，幻1 “。r 人n o z一3 0 7 v 1 2 4 l 1 1 l a 5 2 y ，7 4 e e l 1 1 l a 5 0 y , 8 0 e e s c h e m e1 3 乙基锌对不饱和硝基化合物不对称共轭加成反应 l r i g e r e1 6t o m i o k a 小组的膦配体 1 2 课题提出与设计 迈克尔加成反应作为形成碳碳键的最重要的反应之一，在有机合成中作为 研究课题主要目的在于寻找不对称加成中的有效催化剂。以硝基烯为迈克尔加成 受体的反应在全合成天然生物碱和许多药物中间体中有很重要的应用。彤p 为配 郑州大学硕士学位论文 位原子的手性二茂铁配体p p f a 和二价铜络合催化二乙基锌对查尔酮的不对称迈 克尔加成反应在我们的研究小组取得了很大成功。在此基础上，我们希望以同样 的催化剂催化二乙基锌对硝基烯的不对称迈克尔加成反应。 1 3 二茂铁基氮、膦手性配体p p f a 和铜催化的二乙基锌试剂对 口，夕一不饱和硝基化合物的不对称催化反应研究 1 3 1 配体的合成 手性二茂铁膦配体p p f a 在1 9 8 0 年已经被报道： ( 尼跏p p f a ( s 固- p p f a t a m i oh a y a s h i ，t a k a y a m i s e ，b u l l c h e m s o e j p n ，1 1 3 8 1 1 5 1 ( 1 9 8 0 ) 全合成路线如文献中所述，我们实验室在原来的基础上对n ，n 二甲基二茂铁基 乙胺的合成做了一些改进。 配体的合成分为三步： 一肌m 二甲基二茂铁基乙胺的合成 从最常见的二茂铁出发合成路线如下： f e 1 ) c h c l 3 ，d m f n 2 o 醪f ec h 触n ，。2 ”： 2 ) 眦1 3 , 5 5 删凇。 1 2 譬c 删 望 亡n m e m g l ，e t 2 0 n 譬严 坚瓠 譬 郑州大学硕士学位论文 二用( + ) 、( 一) 酒石酸拆分得到光学纯的手性 ； l 二甲基伽二茂铁基乙胺 在室温下将等量的胺和r ( + ) 酒石酸分别溶解在一定量的甲醇中，将胺溶液 和酒石酸溶液分别加热到5 5 c ，将胺溶液水浴加热控制温度在5 5 ( 2 ，将酒石酸 溶液缓慢加入到胺的水溶液中，并不断搅拌。控制温度在5 5 c 并不断搅拌半个 小时，水浴温度以2 c 每小时的速度下降至室温。如果没有晶体晰出，用玻璃棒 蘸取少量反应液冷却后，将晰出的晶体加入反应液。反应1 2 小时。过滤，固体 为r ( + ) 酒石酸和s ( 一) 一 i 二甲基舡二茂铁基乙胺结合而成的盐。滤液浓缩为 原来体积的1 4 后，加乙醚直到溶液混浊后放入冰箱冷冻，得固体为r ( + ) 胺和 酒石酸结合而成的盐。将两种盐的粗品重结晶后。分别溶于n a o h 水溶液中， 再用二氯甲烷萃取，浓缩得到光学纯得胺。如果拆分不完全，可以再重复以上得 步骤，直到得到光学纯的彤肛二甲基旺- 二茂铁基乙胺为止。 拆分路线图如下所示： 1 7 俾) 一，- 二甲基一口- 二茂铁基乙胺 如 ：| | 胺地 m 钇 n 妻彭 三一 n 一 吩 n 一 三一 卜 p s双 k ，堡鍪 蓍” 郑州大学硕十学位论文 三锂化上膦 一篆 玉。慨多毪t-b 茎“ u l l 茎鎏二“慨茎三 9 6 ip p h ：c ， 4 彰毒疼 锂化过程的立体选择性较高，有少量副产物生成，可以通过重结晶除去杂质。 1 3 2 底物制备0 1 6 1 ，一芳基硝基烯的制备： 该底物的制备分两步进行。 第一步：在三口瓶中，等量的芳香醛和硝基甲烷溶解在甲醇中，加机械搅拌， 冰盐浴下，缓慢滴加稍过量的氢氧化钠水溶液。控制反应温度不超过1 0 。c ，有 面糊状物质生成，不断搅拌并加入碎冰和水的混合物，直到反应溶液澄清为止。 这时硝基烯酸盐生成。 第二步：配置稀盐酸溶液( 1 0 0 0m l 浓盐酸，1 5 0 0m l 水) ，将配置好的盐酸 溶液取出适量在三口烧瓶中，将第一步得到的反应混合物放置在滴液漏斗中，缓 慢滴加到盐酸溶液中，在滴加的过程中不断搅拌，有灰黄色的固体生成。过滤， 固体用乙醇重结晶，的到黄色针状晶体就是目标产物。 r c 6 h 4 c h o + c h 3 n 0 2 + n a o h r c 6 h 4 c h o h c h = n 0 2 n a r c 6 h 4 c h ( o h ) c h = n 0 2 n a 旦r c 6 h 4 c h - - c h n 0 2 + n a c l + h 2 0 郑州人学硕十学位论文 a ：r = h b ：r = d o c h 3 c ：r = o c l d ：r _ o b r e ：r = d - c f l f r = m o c h 3 g ：r = p - o c h 3 1 3 3 - - 茂铁基氮、膦手性配体p p f a 参与的二乙基锌对1 3 一芳基硝基 烯的不对称加成反应研究 手性氮、膦配体p p f a 的全合成方法在1 9 8 0 年已经被报道，但还没有被用 于二乙基锌对硝基烯的不对称迈克尔加成反应。我们将其应用于该反应结果并不 理想，取得的最高e e 值为6 5 。 f e 釜 研- p p f a 1 8 1 1 0 n 0 2 e t 2 z n ，d r yt o l u e f e j d - p p f a 1 9 p p f a4 ，c u ( o t f ) 2 ，2 首先是对两种反应过程的考察： p r o c e d u r ea 在手套箱中称取氮膦配体p p f a 和c u ( o t f ) 2 于通氮管中，氮气保 护下加入5 m l 甲苯在室温下搅拌3 0 分钟，加入苯基硝基烯后控温- 4 5 1 3 ，氮气 保护下缓慢滴加二乙基锌，控制温度在4 5 c 。低温反应3 h ，室温下搅拌2 1 小时。 p r o c e d u r eb 在手套箱中称取氮膦配体p p f ：a 和c u ( o t f ) 2 于通氮管中，氮气保 护下加入5 m l 甲苯在室温下搅拌3 0 分钟，控制温度- 4 5 ( 2 ，氮气保护下缓慢滴 加二乙基锌，控制温度不超过4 5 ，氮气保护下加入苯基硝基烯。 郑州大学硕士学位论文 该过程中使用的是邻甲氧基苯基硝基烯，所用配体为( s ，r ) p p f a ，反应结果如 t a b l e 2 2 中所示，a 过程比b 过程稍占优势。 i a b i e2 2 然后是对反应条件的考察，所用配体为( s 月) p p f a ，所用底物为邻甲氧基芳基硝基烯。反 应结果如t a b l e 2 3 中所示，当配体用量为4 ，c u ( o t f ) 2 用量为2 时，取得最好的结果。 t a b l e2 3 反应条件的优化 从表中可以看出当配体用量4 ，铜盐用量2 时，产物的值达到最 好，是我们要寻找的最优条件。下面在最优条件下对底物进行拓展。结果如表2 4 所示。 郑州大学硕士学位论文 t a b l e2 a 在最佳条件下底物的拓展 f ( s r ) p p f a ( 冠固p p f a 。矿、k ，n 0 2 p d d e e 【a 】 y i e l d e e 【a 】d 2 0 l p h4 4 6l l4 8 7 lo 8 r = d - o c h t7 6 16 0 1- 7 o7 5 26 0 8+ 7 o r - m 4 3 c i - 1 3 5 0 o1 9 0 - 5 75 4 11 9 o+ 5 7 r = p - o c h 3 8 2 o 47 8 94 r 早o b r6 6 74 9 7 2 46 6 34 9 7+ 2 4 r = o - c 15 3 84 0 6- 2 85 4 2 4 2 9+ 2 8 r = o - c f t 1 5 321 3 62 1 4 小结 反应数据表明，当底物邻位有带孤电子的取代基时，值较高，也就是 说氮、膦配体p p f a 只是对邻位有孤对电子的取代硝基烯的不对称迈克尔加成反 应有催化效果。 1 5 实验部分 1 5 1 实验仪器与主要试剂 仪器： 熔点用y r t - 3 型熔点仪测定，温度计未经校正。红外光谱用p e r k i ne l m e rf t i r 1 7 5 0 型和t h e r m on i e o l e ti r2 0 0 型红外光谱检测仪测定，k b r 压片。核磁共振氢 谱和碳谱用b r u k e rd p x4 0 0 ( 4 0 0m h z ) 型超导核磁共振仪测定，c d c l 3 为溶剂， t m s 为内标，耦合常数j 的单位为赫兹。比旋光度用p e r k i ne l m e r3 4 1 型旋光仪 在2 5 c 以c h c l 3 或c h 3 0 h 为溶剂测定。e e 值在室温下用手性h p l c 测定，色 郑州大学硕士学位论文 谱系统是由j a s c op u 1 5 8 0 智能型h p l c 泵、j a s c ou v - 1 5 7 5 智能型紫外 可见检测仪( 2 5 4 姗) 和手性柱c h i r a l c e lo d ( 2 5 0 x4 6 m m ，d a i c c lc h e m i c a li n d ， l t d 。j a p a n ) 。高分辨用b r u k e re s q u i r e - 3 0 0 0 质谱仪测定，甲醇为溶剂。 l a b m a s t e r l 3 0 - b r a u n 手套箱、反应管及实验室常用仪器。 试剂： a l f aa e s a r 公司的叔丁基锂、二乙基锌、氯化二苯基膦。色谱分离用快速柱层 析和薄层色谱法，分别使用青岛海洋化工厂生产的硅胶g 和硅胶g f 2 5 , 1 。其他试 剂均为常见试剂。 1 5 2 实验操作和数据表征 一、配体( r , s ) - p p f a 和佤黔p p f a 的合成 ( 1 ) 二茂铁甲醛的合成 f e 1c h c l 3 ，d m f ， n 2 , 0 c 2p o c l 3 ，5 5 - - 6 0 ( 2 一洲o f e 2 将1 4 6g ( 0 2m o l 1 5 0 0m l ) d m f 加入到1 8 6g 二茂铁( o 1m 0 1 ) 和7 5m l 处理过的c h c l 3 中，冰水浴下用氮气保护，搅拌1 0 分钟后，将3 0 6gp o c l 3 ( 1 8 6 5 9m e ) 逐滴加入到溶液中，约0 5 小时加完。加完后用水浴加热，维持温度 在5 5 6 0 c 之间，搅拌2 0 小时。最后减压蒸出氯仿，4 4 c 0 0 4m p a 。将反应 残渣倒入8 0 0 m l 冰水中，并要不断搅拌，使生成的气体及时放出去。固体沉淀 大部分是二茂铁，抽滤，滤液用碳酸钠慢慢地中和至中性，然后再次抽滤。用6 5 0 m l 的乙醚洗滤渣，用2 5 0 m l 的乙醚洗滤液。合并有机层，用3 5 0 m l 水洗，用无水m g s 0 4 干燥后，浓缩蒸去乙醚后得到暗红色粗品1 5 5g 理论值 2 1 4 9 ，产率7 2 。 红外光谱分析，瓜( k b r 压片，1 ) ，g i l l 4 ) ：3 4 4 9 ，1 6 8 0 ，1 6 5 8 ，1 4 5 2 ，1 4 0 7 ，1 2 4 3 ， 1 1 0 4 ，1 0 3 1 ，1 0 0 2 ，8 2 4 ，7 4 3 。 产品纯化( 用n a r i s 0 3 处理) 将粗品用乙醚溶解，然后加入饱和的亚硫酸氢钠溶 液，剧烈振荡，再补加适量的亚硫酸氢钠固体，待充分反应后，用吸管吸去上层 郑州大学硕十学位论文 乙醚，抽滤，用乙醚洗固体几次。然后固体用稀硫酸和之反应，得到红棕色固体， 即为产品。抽滤，晾干。熔点：1 2 0 1 2 1 。 ( 2 ) 以- 二甲基一o 一二茂铁基、氰基乙胺的合成 譬銎坠竺坐! 茎奎7 k c n ，e | 2 0 n c n ；。占h n m c ： f e 3 室温搅拌下，向5 2g ( o 0 5m 0 1 ) n a h s 0 3 和5 0 m l 水组成的溶液中加入 l o 8g 单甲酰基二茂铁和3 0m l 甲醇组成的溶液。5 分钟后再加入3 0g 二甲胺 ( o 0 7m 0 1 ) 和1 0m l5 0 的甲醇溶液，用冰水浴冷却，将3 2 2g 氰化钾和1 0m l 水组成的溶液逐滴加入到该混合物中，混合物颜色由红变橙色。然后加入2 5m l 乙醚，在室温下搅拌4 小时。然后用2 5m l 乙醚萃取3 次，合并有机层，用无 水硫酸镁干燥。然后过滤，蒸去溶剂，残渣用石油醚结晶得产品( 3 ) 1 2g 。产率 9 0 ，熔点：8 4 8 5 。用正己烷重结晶，得到轻棕色晶体，熔点：8 6 8 7 。 红外光谱分析，i r ( k b r 压片，1 ) ，c l n l ) ：3 4 2 8 ，3 0 7 3 ，2 7 8 1 ，1 6 5 5 ，1 4 5 4 ，1 2 8 4 ， 1 1 7 0 ，l 1 0 4 ，1 0 4 3 ，1 0 1 2 ，8 8 0 ，8 2 6 。 ( 3 ) 0 m 二甲基哪二茂铁基乙胺的合成 m e m g l ，e t 2 0 ，r t 罨三；三l 占h ( c c h h a ， 攀) 2 耋 34 g r i g n a r d 试剂的制备：取1 6g 金属镁( 用稀醋酸，酒精和乙醚分别洗涤后烘干) 放在干燥的三口烧瓶中，然后加入4 0m l 无水乙醚和几小块升华的纯碘片，促 进烷基镁化卤的生成。并且装上回流冷凝管，上端要装上c a c l 2 干燥管和滴液 漏斗。在滴液漏斗中装3 0m l 碘甲烷( 须用c a c l 2 干燥后，蒸馏收集4 3 的馏 分) 。把烧瓶放在水浴上稍稍加热后，从滴液漏斗中慢慢滴加碘甲烷，并随时振 郑州大学硕十学位论文 荡，加完毕后，回流加热半小时，放冷。然后把上层溶液倾注到3 0 0 m l 充满氮 气的瓶中，静止几小时后，再把清亮的溶液倾注到另外一个2 5 0m l 充满氮气的 三口瓶中。 将新制的g r i g n a r d 试剂装入2 5 0 m l 三口瓶中，三口瓶上接回流管、滴液漏 斗、氮气导管。通氮气。将5 3 6g 0 2 t 0 0 1 ) 化合物3 溶于2 5 m l 处理过的无 水乙醚中，装入滴液漏斗中，然后逐滴慢慢加入到g r i g n a r d 试剂中，加毕后， 搅拌一小时后静止一夜。混合物用冰水冷却后用氯化铵溶液分解，用乙醚萃取， 无水碳酸钠干燥，过滤旋蒸后就得到产品4 ( 清亮的琥珀油) 4 6g ，产率8 9 5 。 产品在蒸馏时于1 1 1 o 6 5n h - n 时就会部分分解。因为实验条件达不到( 真空度 不够) ，为了防止产品分解，所以不用蒸馏直接进行下一步的反应。 ( 4 ) n , n - zf p 基- q - 二茂铁基乙胺的拆分 将消旋体的胺4 ( 2 5 7 9 ，0 0 1 t 0 0 1 ) 和r ( + ) 酒石酸( 1 5 0 9 ) 分别溶解在5 m l 甲醇中，将胺溶液转移到锥型瓶中，加磁力搅拌，水浴加热到5 5 c 。将酒石酸 溶液也加热到5 5 ，并滴加到胺溶液中，滴加过程中不断搅拌。控制温度5 5 c ， 半小时后，让反应混合物以2 c d , 时的速度下降到室温，如果没有任何晶体析出， 可以用玻璃棒蘸取一点反应液，在空气中溶剂挥发后，晶体加入反应混合物，在 室温下搅拌过夜，第二天抽滤，得到1 5 9s ( ) 胺一酒石酸盐。滤液保留待用。将 得到的s ( 手胺一酒石酸盐溶解在5 m l 、2 0 n a o h 溶液中，在分液漏斗中用1 0 m l 二氯甲烷萃取三次。用k 2 c o s 干燥，旋蒸得到暗红色油状物。( 【a 】d 2 5 = 9 7 ，c = i 6 ，乙醇溶液) 。将得到的胺和0 5 5 9r ( + ) 一酒石酸分别溶解在2 6 m l 甲酵中，重复以上步骤，直到s ( 一) 胺的旋光达到【a 】d ? 一1 4 0 ( c = 1 6 ，乙醇) 为 止。 滤液旋蒸到原来体积的1 4 ，向滤液中滴加乙醚，直到变混浊为止，将其转 入光口瓶放入冰箱，0 c ，过夜。第二天有2 4 9 ( + ) 胺一酒石酸盐固体析出。按 照以上的部骤可以得到游离的胺，将s ( - ) 酒石酸和( + ) 胺分别溶解在甲醇中，按 照以上步骤进行，直到r ( + ) 胺的旋光【o 】d 2 + 1 4 0 ( c 暑1 6 ，乙醇) 为止。 郑州大学硕士学位论文 ( 5 ) 俾，研一p p f a ( 1 8 ) 和岱，固- p p f a ( 1 9 ) 的合成 f e ( 励一n 1 q - - - 甲基一a 一二茂铁基乙胺 譬x m 免 r e，、 剑k e ( 磅- n 。n - 二甲基一q 一二茂铁基乙胺 俾，s ) - p p f a 的合成 1 日m l j l e t ，o 2 c i p p l b l ，b u l i ，e b 0 2 c l p p h 2 嚏卢n m 免 。c 2 f e 一 僻，s ) - p p f a ( s ，r ) - p p f a 取o 6 2 3g ( 2 4 m m 0 1 ) ( r ) - n ，n - 二甲基- l 二茂铁基乙胺( 【a 】d 2 5 + 1 4 2 6 ( c1 5 ， 乙醇) ) 于干燥的2 5m l 三口烧瓶中，然后加入4m l 干燥乙醚，磁力搅拌下通氮 气，并冰浴下通过注射器加入丁基锂1 4m l ( 2 8 m 已烷中) ，加完后撤去冰浴颜 色变为深红棕色。室温下搅拌2 小时后逐滴加入1 0g 氯化二苯基膦( 6m l 干燥 乙醚) ，保持微沸，有大量黄色固体生成。加完后继续加热回流4 小时后停止加 热，过夜。冰浴下