《脯氨酸及其衍生物在不对称合成中的应用研究课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《脯氨酸及其衍生物在不对称合成中的应用研究课件.ppt（14页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、,脯氨酸及其衍生物在不对称合成中的应用研究,汇报人：倪宇翔,主要内容,Tianjin University,2,2.脯氨酸及其衍生物在Aldol反应中的应用,1.脯氨酸及其衍生物在不对称合成中的应用介绍,3.脯氨酸及其衍生物在Michael反应中的应用,4.脯氨酸及其衍生物在Mannich反应中的应用,5.脯氨酸及其衍生物在Baylis-Hillman反应中的应用,6.脯氨酸及其衍生物在其它反应中的应用,7.前景与展望,脯氨酸及其衍生物在不对称合成中的应用介绍,手性是自然界的属性之一，手性物质具有的手性分离、溶解和催化等特性，在有机化学、生物化学、药物化学等领域获得了广泛的应用。手性催化是最有
2、效的获得手性物质的途径，有机小分子手性催化作为继酶催化和金属催化之后的第三类手性催化反应，近年来得到化学家们的重视，并逐渐成为不对称催化研究领域的一个新热点。,Tianjin University,3,脯氨酸及其衍生物在不对称合成中的应用介绍,脯氨酸以其无毒、无害、价格低廉、稳定性好和对环境友好等优势使其在催化方面的应用得到了迅速的发展。目前脯氨酸被发现可以催化许多种类的化学反应，并且大部分反应可以得到比较理想的产率和立体选择性。,Tianjin University,4,脯氨酸及其衍生物在不对称合成中的应用介绍,脯氨酸及其衍生物：,Tianjin University,5,脯氨酸及其衍生物在
3、不对称合成中的应用介绍,脯氨酸在一些方面存在很大的局限性，比如脯氨酸催化的反应类型及其底物适用范围是有限的，溶剂的选择受到一定的限制以及催化剂负载量比较大等缺点。为了克服这些局限性，有必要对脯氨酸的结构进行改造，进而设计出活性更高、使用范围更广、对映选择性更优良的脯氨酸衍生物催化剂。,Tianjin University,6,Aldol反应中的应用,利用N-亚硫酰基对脯氨酸上的羧基进行改造，设计合成出一系列手性小分子1-6（Scheme 1），并通过筛选获得催化性能最好的脯氨酸衍生物1用于立体催化丙酮与一系列取代的芳香醛间的反应(Eq.1)。这些反应均能够顺利的进行，且产物具有良好的对映选择性
4、（Scheme 2 ,90-96%ee）。,Tianjin University,7,手性小分子7和8的合成并参与对比反应，但收率极差（0%和5%），说明脯氨酸骨架结构对其催化性能有重要作用。,Michael反应中的应用,针对单纯使用有机小分子催化剂回收难和重复使用率低的问题，将催化剂固载化，发展易回收可重复使用的有机小分子催化剂被认为是一种很有前途的研究策略，得到了越来越多的重视。,Tianjin University,8,Wang等人设计合成出了四种氯甲基树脂固载的含有吡咯烷结构的有机催化剂用于催化硝基苯乙烯和酮之间的Michael加成反应，均能得到较高的产物收率和立体选择性。在对反应条件
5、进行优化设计后，得出最佳反应条件：选用催化剂46c（5mol%），以甲苯为溶剂，在室温下（25）反应72h。对于关注的重复使用问题，该催化剂表现优秀，以硝基苯乙烯和环己酮间的Michael加成反应为例，在重复使用5次后，仍能得到较高的产物收率和立体选择性(Table 1)。,Mannich反应中的应用,不对称Mannich反应也是一种用于合成含手性氮分子中碳-碳键生成的重要反应，其最大优点是可以使用未修饰的酮作为供体。2000年，List首先发现了以脯氨酸直接催化的不对称Mannich反应，得到了一个具有手性中心的产物。从此之后，关于不对称有机催化Mannich反应的研究得到迅猛发展。,Tia
6、njin University,9,Toma等人设计合成出了三种脯氨酸衍生得到的磺酰胺类化合物，以其为催化剂应用到Mannich反应中，通过研究发现，在不同的溶剂和离子液体中，该类衍生物催化剂催化环酮和N-PMP-亚氨基-乙醛酸乙酯间反应的催化活性都比单纯的L-脯氨酸催化剂的催化活性高。当选用的环酮为环己酮时，催化反应得到的产物具有较高的立体选择性（99%ee）。,Baylis-Hillman反应中的应用,采用聚苯乙烯固载的脯氨酸为催化剂实现了烷基乙烯酮和几种取代苯甲醛间的Baylis-Hillman反应，得到较好的反应收率（up to 95%），并实现了催化剂的重复使用（至少5次）。该反应同
7、样需要在咪唑存在的条件下进行，可能的反应机理描述如下：首先甲基乙烯酮与固载的脯氨酸形成了，不饱和亚胺离子，该亚胺离子随后受到咪唑的亲核进攻形成烯胺中间体，然后进一步与醛反应，最后除去咪唑并水解得到反应产物。,Tianjin University,10,其它反应中的应用,其它反应包括还原反应、环化反应和连续反应等，有待进一步研究。,Tianjin University,11,前景与展望,脯氨酸及其衍生物作为有机小分子催化剂，在不对称合成中的应用越来越多。其分子结构简单，底物适用范围广，需要的反应条件也比较温和，不需要严格的无水无氧操作，一些催化反应甚至可以在水相中进行，许多反应立体选择性好，收率
8、高且符合原子经济性和绿色化学的要求，应用前景十分广阔。,Tianjin University,12,前景与展望,但是目前很多研究的催化反应还存在催化剂和供体用量过多，底物适用范围不够宽，催化反应时间长，催化剂回收使用困难，重复使用率低以及催化反应机理了解不够深刻等缺陷。,Tianjin University,13,因此，进一步研究和了解其催化机理，设计合成出结构新颖、催化效果更好、对底物普适性更为广泛的有机小分子催化剂，降低催化剂用量和缩短反应时间依旧是今后研究的热点。另外，结合绿色化学要求，将由脯氨酸衍生得到的有机小分子催化剂与离子液体、超顺磁纳米颗粒等新兴负载技术相结合，提高它们的重复使用性，这对于利用有机小分子催化剂催化不对称合成反应构建含一个或多个手性中心药物合成砌块或手性药物具有重要的意义。,谢谢大家！,