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有机膦催化的异氰基乙酸酯与亚胺的加成反应摘要：本文从R构型的光学纯H8-BINOL出发，通过NBS溴代、Suzuki偶联、三氟甲磺酸酐酯化、与二苯基膦氧氢偶联和三氯硅烷还原等几步反应，得到了具有联萘骨架的3-苯基磷双官能团有机催化剂。并初步探讨了其在异氰基乙酸酯与亚胺的加成反应中的应用。关键词：有机膦催化剂；合成；异氰基乙酸酯；亚胺；加成反应一．前言有机膦化合物被广泛的应用在合成化学中，人们熟知的应用包括有：Wittig反应，Staudinger反应，Mitsunobu反应，以及在过渡金属催化中使用的膦配体[1]。上世纪六七十年代，关于有机膦化合物参与的亲核催化反应开始处于起步阶段。直到最近的二十年里，许多叔膦参与的亲核催化反应才被大量报道。1. 有机膦催化剂在不对称合成中的应用(1) 有机膦催化的Rauhut-Currier反应谈及亲核性膦催化的反应，Rauhut-Currier反应是必须被提到的，甚至有研究者认为Morita-Baylis-Hillman反应就是由该反应派生而来。1963年，Rauhut和Currier[2a]在一篇专利中报道了膦催化的活化烯烃的二聚反应，就是我们在所知的Rauhut-Currier反应。1965年该反应同时也被McClure[2b]，Baizer和Anderson[2c]三位研究者独立报道。这个过程通常被认为是：首先亲核性膦对活化烯烃发生可逆的共轭加成，随后前一步得到的烯醇负离子对另一分子的活化烯烃发生Michael加成。然后再发生分子内的质子迁移，随之发生E1cB消去过程得到活化烯烃的二聚体，并再生出膦。1970年，McClure报道了首例交叉Rauhut-Currier反应[3](图2)。图2首例Rauhut-Currier反应和交叉Rauhut-Currier反应2002年，Krische小组[4a]和Roush小组[4b]分别报道了分子内的Rauhut-Currier反应(图3)。后来Roush等人还将这一方法用于(-)-spinosyn A的全合成[4c-e]。图3 分子内的Rauhut-Currier反应(2) 有机膦催化的Mortia-Baylis-Hillman反应此外，Morita-Baylis-Hillman反应也是使用膦催化的重要反应。自1984年Perlmutter等人[5]报道了首例叔胺催化的氮杂Morita-Baylis-Hillman反应以来的25年中，相关报道层出不穷，先后有多种亚胺体系被应用在该反应当中[6]。其中报道最为广泛，研究最为透彻的就是磺酰亚胺体系。随着研究的步步深入，底物的适用范围被不断扩大，膦酰亚胺体系，硫代膦酰亚胺体系，六氟丙酮亚胺体系，全氟芳基亚胺体系以及手性亚磺酰亚胺体系相继被开发并报道。2002年，施敏小组首先使用单酚羟基手性膦LB1作为催化剂对磺酰亚胺体系的不对称氮杂Morita-Baylis-Hillman反应进行了系统而深入的研究[7a-b]。发现不同的Michael受体其反应结果差异很大，MVK作为底物时可以获得高达96%的收率和95%的ee值；EVK和丙烯醛也能够以中等到良好的收率和对映选择性得到产物，而对于PVK和丙烯酸酯的底物的手性诱导效果不是很理想。通过对催化剂结构进行改进，他们合成了亲核性更强的单酚羟基-二甲基膦LB2和带有烷基取代二芳基膦LB3，发现该催化剂可以极大的提高MVK和磺酰亚胺的反应速率 [7d,e]。此外，还对LB1的联萘环取代基效应和磷原子上芳基的取代基效应做了探讨，并且设计合成了带有全氟碳链的单酚羟基手性膦LB4，LB5[7f]以及多酚羟基手性膦化合物LB6[7g]。研究发现全氟侧链的引入对催化剂的活性和手性诱导有积极影响，并且改变了其在常规溶剂中的溶解性，获得了比之前的报道更好的结果；多酚羟基的引入，亦可以提高催化剂的活性，甚至可以将磺酰亚胺体系氮杂Morita-Baylis-Hillman反应的对映选择性平均提升一个档次。Ito小组也报道了苯酚取代的多羟基手性膦LB7，它的催化活性更高，仅用1 mol%的LB7即可获得和10 mol%的LB6相当的结果[7h]。图7 用于不对称氮杂Morita-Baylis-Hillman反应的手性催化剂在单酚羟基-膦催化体系中，酚羟基的作用是至关重要的。膦原子作为Lewis碱(LB)作为亲核试剂活化Michael受体启动反应，而酚羟基则看做Br?nsted酸(BA)提供分子内氢键起着Lewis酸的双活化作用，酚羟基不仅能够活化底物，又可以稳定反应的过渡态中间体，也即是所谓的LBBA双官能活化机理[7a,b]。酰胺、硫脲基团同样也通常被认为是有效的氢键给体，因此施敏小组又开发出来一类新型酰胺-手性膦催化剂LB8[7i]和硫脲-手性膦催化剂LB9[7j]，在磺酰