發(fā)布時(shí)間：2020-12-09 23:44

　　磷中心手性化合物在很多領(lǐng)域有著廣泛的實(shí)際應(yīng)用,但是由于缺乏簡潔高效的合成方法,它的應(yīng)用前景受到了很大的制約。盡管近幾十年來,人們?yōu)榱酥苽溥@類化合物已經(jīng)付出了大量的努力來發(fā)展不對(duì)稱催化反應(yīng),但是實(shí)現(xiàn)一種獨(dú)特的策略,并使其成功運(yùn)用于重要的磷手性膦化合物的多方構(gòu)建中,仍然是化學(xué)合成中的一個(gè)難題。本論文主要研究了鈀/Xiao-Phos催化體系,該體系為磷手性三級(jí)膦氧化合物的構(gòu)筑提供了一個(gè)新的反應(yīng)平臺(tái),同時(shí)也進(jìn)一步拓展了組內(nèi)發(fā)展的Sadphos配體的應(yīng)用范圍。借助于該反應(yīng)平臺(tái),我們選用二級(jí)膦氧和芳基溴化物為底物,成功實(shí)現(xiàn)了不對(duì)稱P-C交叉偶聯(lián)策略,這是一類高對(duì)映選擇性的磷手性三級(jí)膦氧化合物的制備方法。由于芳基溴化物較弱的氧化加成速率,二級(jí)膦氧與金屬鈀之間表現(xiàn)出優(yōu)先級(jí)的競爭性配位作用,這在很大程度上保證了反應(yīng)的高對(duì)映選擇性產(chǎn)出。該方法條件溫和、底物適用性廣、具有較好的應(yīng)用前景。特別是我們基于該方法獲得的高手性的雙芳基甲基三級(jí)膦氧,開辟了一種用于改造DIPAMP配體的芳環(huán)上支鏈的便捷方法。通過進(jìn)一步探索,我們隨后又利用該催化體系成功實(shí)現(xiàn)了炔烴的高選擇性的氫膦酰化反應(yīng)。我們選用二級(jí)膦氧和多種類型炔烴為... 

【文章來源】：華東師范大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：220 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

課題的提出

在對(duì)組內(nèi)的Sadphos系列配體的催化效果進(jìn)行考察之前,我們首先對(duì)一些知名配體的催化效果進(jìn)行了考察(圖2.2)。底物選取上,我們我們選用結(jié)構(gòu)簡單的苯基異丁基二級(jí)膦氧(±)-2-1a和對(duì)甲基溴苯2-1a作為模板底物,考慮到反應(yīng)中可能存在對(duì)消旋二級(jí)膦氧的動(dòng)力學(xué)拆分過程,我們使用2個(gè)當(dāng)量的底物(±)-2-1a來確保反應(yīng)中有足夠的與反應(yīng)所需構(gòu)型匹配的二級(jí)膦氧。在圖2.2所示的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)條件下,我們考察的幾類知名配體反應(yīng)效果并不理想,也幾乎沒有表現(xiàn)出手性引入能力。比如類似于Gaunt小組所使用的三齒PyBOX(L1)以及噁唑類雙氮配體(L2-L4),在該金屬鈀催化體系中幾乎沒有催化活性;幾類雙齒膦氮配體(L5-L8)雖然具有不同程度的催化活性,但都只表現(xiàn)出非常微弱的對(duì)應(yīng)選擇性;亞膦酰胺類配體(L9)以及二茂鐵骨架的雙膦配體(L10-L11)表現(xiàn)出中等的催化活性,但是也都局限于微弱的手性引入能力;聯(lián)萘骨架雙膦配體BINAP(L12),也沒有表現(xiàn)出催化活性。由此可見,采用這類簡單結(jié)構(gòu)的底物實(shí)現(xiàn)磷中心手性膦化合物的高對(duì)應(yīng)選擇性構(gòu)建極具挑戰(zhàn)性。

底物選取上,我們我們選用結(jié)構(gòu)簡單的苯基異丁基二級(jí)膦氧(±)-2-1a和對(duì)甲基溴苯2-1a作為模板底物,考慮到反應(yīng)中可能存在對(duì)消旋二級(jí)膦氧的動(dòng)力學(xué)拆分過程,我們使用2個(gè)當(dāng)量的底物(±)-2-1a來確保反應(yīng)中有足夠的與反應(yīng)所需構(gòu)型匹配的二級(jí)膦氧。在圖2.2所示的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)條件下,我們考察的幾類知名配體反應(yīng)效果并不理想,也幾乎沒有表現(xiàn)出手性引入能力。比如類似于Gaunt小組所使用的三齒PyBOX(L1)以及噁唑類雙氮配體(L2-L4),在該金屬鈀催化體系中幾乎沒有催化活性;幾類雙齒膦氮配體(L5-L8)雖然具有不同程度的催化活性,但都只表現(xiàn)出非常微弱的對(duì)應(yīng)選擇性;亞膦酰胺類配體(L9)以及二茂鐵骨架的雙膦配體(L10-L11)表現(xiàn)出中等的催化活性,但是也都局限于微弱的手性引入能力;聯(lián)萘骨架雙膦配體BINAP(L12),也沒有表現(xiàn)出催化活性。由此可見,采用這類簡單結(jié)構(gòu)的底物實(shí)現(xiàn)磷中心手性膦化合物的高對(duì)應(yīng)選擇性構(gòu)建極具挑戰(zhàn)性。接下來,我們對(duì)組內(nèi)Sadphos系列配體進(jìn)行考察(圖2.3),我們首先嘗試使用的就是在構(gòu)建硫原子手性上表現(xiàn)出高效催化活性以及對(duì)應(yīng)選擇性的PC-Phos,然而這類骨架的叔丁基亞磺酰胺單膦配體(如PC1)并沒有顯現(xiàn)出同樣的催化活性,延長反應(yīng)時(shí)間至40個(gè)小時(shí),產(chǎn)物2-3aa也僅有22%的收率,并且在磷手性中心的構(gòu)建上上幾乎沒有效果;同樣地,Ming-Phos的手性骨架也并不適用于對(duì)該反應(yīng)體系引入不對(duì)稱;對(duì)于Wei-Phos這類叔丁基亞磺酰胺雙膦配體(如W1),可以給反應(yīng)帶來較為理想的收率,但是產(chǎn)物2-3aa也僅僅拿到了8%ee。當(dāng)把配體W1的芳環(huán)上的二苯基膦基去掉之后,也就是使用Xiao-Phos類型的叔丁基亞磺酰胺單膦配體X1時(shí),產(chǎn)物的收率雖然發(fā)生明顯降低,但是對(duì)應(yīng)選擇性也少量提升至19%ee;如果是用一個(gè)不具配位性的苯基替代之前的二苯基膦基時(shí)(X2),反應(yīng)的收率又受到了進(jìn)一步地削減,而對(duì)應(yīng)選擇性卻顯著性地增加至66%ee。所以,Xiao-Phos骨架結(jié)構(gòu)似乎對(duì)該反應(yīng)體系有較強(qiáng)的手性引入能力,而且它的芳環(huán)鄰位取代基團(tuán)對(duì)反應(yīng)過程中的手性誘導(dǎo)以及對(duì)應(yīng)選擇性產(chǎn)出有明顯的調(diào)節(jié)作用�？紤]到這一點(diǎn),我們嘗試進(jìn)一步增大鄰位取代的芳基基團(tuán),可以看到,從之前的苯基取代到萘基(X3)以及蒽基(X4)取代,反應(yīng)的對(duì)應(yīng)選擇性也確實(shí)有了進(jìn)一步提升,但是反應(yīng)收率也在逐漸降低。根據(jù)前人的工作,這一體系很可能存在動(dòng)力學(xué)拆分或者動(dòng)態(tài)動(dòng)力學(xué)拆分過程,反應(yīng)的對(duì)應(yīng)選擇性的提升表明拆分效果逐漸增強(qiáng),這必然是以犧牲一部分非選擇性的產(chǎn)率輸出為代價(jià)的,所以反應(yīng)需要一定的有效時(shí)長來確保反應(yīng)完全。值得注意的是,當(dāng)使用甲基化的配體N-Me-X4時(shí),反應(yīng)幾乎無法進(jìn)行,這說明亞磺酰胺部分氮上的質(zhì)子對(duì)配體的催化活性有著至關(guān)重要的作用。

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]新型手性多功能叔膦催化劑的設(shè)計(jì)、合成及應(yīng)用[D]. 陳鵬.華東師范大學(xué) 2018



本文編號(hào)：2907675