金鸡纳生物碱衍生物催化不对称反应及其生物活性分析.pdf

摘要 摘要 本课题研究了三方面的内容。第一部分：基于金鸡纳碱相转移催化剂合成 及在不对称有机催化反应中的应用；第二部分：基于金鸡纳碱衍生物的手性伯 胺的合成及在不对称有机催化反应中的应用；第三部分：具有抗菌活性的化合 物的合成及其抑菌活性的研究。 不对称有机小分子催化已经成为不对称合成领域至关重要的组成部分。小 分子催化所实现的全新的底物活化方式给人们提供了除过渡金属催化剂外的更 多的选择。值得关注的是，相转移和亚胺离子活化领域作为小分子催化最年轻 的分支已经随着小分子催化的发展而日臻成熟。 本课题以聚乙二醇为母体，经过一系列化学修饰后，将其支载到金鸡纳碱 上，首次合成了三种可溶性聚合物支载金鸡纳碱季铵盐相转移催化剂。这是一 NMR，13C 类从未报道过的新化合物，所有化合物的结构经瓜，1H NMR和元素 分析等分析得到确证。首次将可溶性聚合物支载金鸡纳碱季铵盐相转移催化剂 用于催化0c，B．不饱和酮的不对称环氧化反应。通过对氧源、溶剂、温度等因素的 研究，优化了反应条件，通过实验我们发现可溶性聚合物支载的奎宁季铵盐为 催化剂，叔丁基过氧化氢为氧源，二氯甲烷为溶剂， KOH(1M，o．25mL)的水 溶液为碱，进行不对称环氧化反应，获得-l-等到较好的产率(55．93％)和对映 选择性(19．86％ee)。我们对催化剂进行回收再利用3次，发现产率略有下降， 对映选择性并没有发生变化。通过环氧化反应，我们共合成了7种手性环氧化 产物，并且通过核磁等手段确定其结构，利用手性柱测定产物的CC值。 本课题以考察催化剂结构中电子效应为切入点，首次设计并合成14种新型 的苯乙酬衍生物取代金鸡纳碱季铵盐相转移催化剂，这是一类从来报道过的新 NMR，13C 化合物，所有催化剂的结构经m，1H NMR和高分辨质谱等分析得到 确证。首次将苯乙酮衍生物取代金鸡纳碱季铵盐相转移催化剂用于催化Ⅳ．二苯 亚甲基甘氨酸叔丁酯的不对称烷基化反应。通过对季铵盐催化剂的结构与催化 剂量、反应的温度等凶素的研究，优化了反应条件，通过实验我们发现4．硝基 苯乙酬取代辛可宁季铵盐为催化剂，催化剂量为5m01％，溶剂为 摘要 酯进行不对称亲核取代反应，获得很好的产率(80．95％)和对映选择性(85．99％ ee)。通过亲核取代反应，我们共合成了10种手性仅．氨基酸前体，并且通过核磁 等手段确定其结构，利用手性柱测定产物的ee值。 本课题首次将手性伯胺催化剂用_丁．催化仪，p．不饱和酮的不对称硝基环丙烷 化反应，并取得了很好的结果。通过对反应催化剂的筛选，反应溶剂、添加剂 (酸)、碱、反应温度等条件的优化，我们发现以奎宁衍生物于性伯胺(20m01％) 为催化剂，对甲基扁桃酸(20 为反应溶剂，Ⅳ-甲基吗啡啉为碱，在室温条件下，对环状仪，13．不饱和酮进行不对 称硝基环丙烷化反应，合成了6种高对映选择性的环状瓯13．不饱和酮的硝基环丙 NMR、”CNMR、NOE效应和高分辨质 烷化产物(83．99％ce)，并且通过1H 谱等手段确定其结构，利用手性柱测定产物的ee值。本课题还研究发现利用硝 基环丙烷化反应可以对4．取代的环己烯酮衍生物进行手性动力学拆分，实验结 果显示4一取代基的空间位阻的大小对手性动力学拆分的影响很大。当4．取代基 为叔戊基(59)时，经过手性拆分，可得到光学纯的59(97％ee)，分离因子O) 为120。随着4．取代基团的空间位阻的降低，分离区I子也将不断降低，当4．取代 基为甲基时，基本没有手性拆分效果。通过文献中的旋光数据，确定了硝基环 丙烷化产物的绝对构型，并对催化反应的机理进行了初步的探讨。本课题还研 究了反式Ⅸ，13．不饱和芳香烯酮的不对称硝基环丙烷化反应。为了获得更高的对映 选择性，我们采用两步法合成硝基环丙烷：第一步以奎宁衍生物手性伯胺(20 m01％)为催化剂，三氟乙酸(20m01％)为添加剂(酸)，氯仿为反应溶剂，不 对称催化查尔酮衍生物和硝基溴代甲烷的Michael加成反应；第二步以反式．