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本论文主要研究了有机催化的反应,可以分为两大部分:一部分是设计、合成了一系列双硫脲的催化剂并应用到不对称的Baylis-Hillman反应和Henry反应中去;另一部分是叔膦、叔胺促进的反应方法学的研究,主要是包括叔胺促进的环己烷化反应和叔膦促进的环丙烷化反应及其相关反应。
1.合理设计并合成了一系列的基于联萘骨架的轴手性双硫脲催化剂C1-C11,并将其应用到环状烯酮与芳香醛的不对称的Baylis-Hillman反应中,取得了优秀的产率(50-99%yield)和中等到良好的对映选择性(60-88% ee)。尤其对于底物p-氯苯甲醛、m-氯苯甲醛、m-氟苯甲醛,在温和的反应条件下可以得到高达85-88%的ee值。
2.我们将合成的基于联萘骨架的轴手性双硫脲催化剂C1-C11应用到不对称的Henry反应中,其中基于Hs-BINAM的轴手性催化剂C5在不对称的醛与硝基甲烷的Henry反应中表现出了良好的催化活性,以优秀的产率(up to99%yield)和中等到良好的对映选择性(up to75%ee)得到了β-硝基醇化合物。
3.发展了一种咪唑促进的[2+2+2]环加成反应可以高选择性的合成多取代的环己烷化合物Ⅲ-3。这种合成方法是由两分子的1,1-二腈基苯乙烯与一分子的硝基烯烃化合物反应而得。中等到良好的产率、专一的非对映选择性、使用简单易得的原料和催化剂以及温和的反应条件都是该方法的优点。另外,我们发展的此种方法合成的多取代的环己烷可以兼容硝基、芳基、腈基等多个官能团。
4.发展了一系列叔膦促进的反应,包括叔膦促进的环丙烷化反应和芳基酰腈与“Huisgenzwitterions”的反应等。反应的历程,一般是叔膦亲核进攻碳碳双键、碳氮双键或氮氮双键,所得中间体再与亲电体(活化的羰基)反应得到最终产物,包括环丙烷、氮杂环丙烷、hydrazones,azines等等。通过相应的控制实验,对这些反应的机理进行了合理的推测。
5.发展了一种叔膦参与的对于2,2,2-三氟苯乙酮的还原反应,并对此还原反应的机理进行了深入细致地研究。我们发现该反应的机理包括了一个质子转移的过程,基于氘代实验,我们认为质子的来源有两个:叔膦上的烷基和体系中微量的水。并且通过计算化学的方法,表明这两种反应历程都是可行的。另外,我们还对叔膦促进的α-酮酸酯的还原反应的机理进行了重新的审视,发现其历程和叔膦对三氟甲基苯乙酮的还原反应的历程相似。最后,我们也对叔膦促进的o(p)-硝基苯甲醛的反应进行了研究和机理上的探讨。