手性合成：基础研究与进展

目录

序言

第1章 绪章 1

1.1 手性的意义 2

1.2 不对称性 5

1.2.1 Fischer命名法则 7

1.2.2 Cahn-Ingold-Prelog命名法则 8

1.3 对映体组成的测定 15

1.3.1 比旋光的测量 15

1.3.2 核磁共振法 17

1.3.3 NMR技术中的一些新试剂 19

1.3.4 手性二醇或取代环酮的对映体组成测定 20

1.3.5 使用手性柱的色谱法 21

1.3.6 带有对映选择性电解质的毛细管电泳 23

1.4 绝对构型的测定 24

1.4.1 X射线衍射法 24

1.4.2 化学相关法 26

1.4.3 Prelog法 28

1.4.4 Horeau法 29

1.4.5 NMR法 30

1.5 不对称合成的定义和表述 34

1.6 立体化学控制的总策略 35

1.6.1 “手性子(chiron)”途径 35

1.6.2 开链体系的非对映选择性途径 37

1.6.3 有机分子催化的不对称反应 41

1.6.4 催化碳-氢官能团化反应 53

1.6.5 协同催化作用 56

1.6.6 催化不对称去对称性及动态动力学拆分 60

1.6.7 不对称抗衡负离子导向催化反应 65

1.7 一些复杂天然化合物实例 66

参考文献 71

第2章 羰基化合物的α-烷/芳基化取代及1，4-共轭加成反应 81

2.1 引言 81

2.2 金属配位型手性辅基传递 85

2.2.1 脯氨醇类底物 86

2.2.2 酰亚胺体系 87

2.2.3 手性烯胺体系 88

2.2.4 手性腙体系 88

2.2.5 手性唑啉体系 90

2.2.6 酰基磺内酰胺体系 92

2.3 手性源生成季碳中心 94

2.4 金属催化的α-芳基化、烯基化反应 97

2.5 有机催化的α-取代反应 105

2.5.1 α-氨基酸衍生物的α-烷基化反应 106

2.5.2 羰基的α-烷/芳基化反应 108

2.5.3 催化不对称烯丙基取代反应 112

2.5.4 烯烃对醛酯的α-烷基化反应——制备α-高碳烯化合物 118

2.5.5 离子对催化的酰化反应 120

2.5.6 氮杂Piancatelli重排 122

2.6 有机催化的羰基α-卤代反应 123

2.6.1 氟代反应 123

2.6.2 氯代、溴代和碘代反应 124

2.7 α，β-不饱和羰基化合物的不对称共轭加成反应 126

2.7.1 金属催化的α，β-不饱和羰基底物的不对称共轭加成 127

2.7.2 有机催化的Michael及氧杂Michael加成反应 133

2.8 羰基化合物的α-氨基化反应 149

2.9 小结 150

参考文献 150

第3章 羰基/亚胺化合物的对映选择性加成反应 160

3.1 手性辅基的羰基加成及不对称缩醛/酮合成反应 160

3.1.1 手性辅基的羰基加成反应 160

3.1.2 不对称缩醛/酮合成 162

3.2 有机锌试剂对醛的对映选择性加成反应 164

3.3 锌试剂与醛不对称反应中的非线性对映化学效应 173

3.3.1 非线性对映化学效应 173

3.3.2 手性放大和手性自催化 175

3.3.3 关于自然界手性起源问题的探讨 175

3.4 不对称碳碳成键反应中催化剂的流动相体系 177

3.4.1 高分子固载的手性配体用于二乙基锌对醛的对映选择性加成反应 177

3.4.2 不对称连续流动相反应体系 178

3.5 醛的炔基化反应 179

3.5.1 氨基醇及胺类配体催化末端炔对醛的对映选择性加成反应 180

3.5.2 Ti-BINOL和Ti-H8BINOL催化醛的对映选择性加成反应 181

3.5.3 自组装钛催化剂催化醛的对映选择性炔基化反应 183

3.5.4 酚类添加剂活化BINOL/Ti(OiPr)4对芳香醛的对映选择性炔基化反应 183

3.5.5 手性联烯基醇的制备 183

3.6 酮/亚胺的不对称烷(芳)基化和炔基化反应 187

3.6.1 有机锌对酮的对映选择性加成反应 187

3.6.2 酮的不对称炔基化反应 189

3.6.3 烷基锌试剂对酮酯的不对称加成 191

3.6.4 亚胺的炔基化反应 193

3.6.5 烯丙醇的炔基化反应 196

3.6.6 亚胺的烷基化和芳基化反应 197

3.7 乙烯硅烷进行的醛烯基化反应 203

3.8 不对称羟氰化反应和Strecker反应 205

3.8.1 不对称羟氰化反应 205

3.8.2 不对称Strecker反应 208

3.9 不对称α-羟基(氨基)膦酸酯的制备 211

3.10 不对称Reformatsky反应 217

3.11 不对称Darzens反应 219

3.12 Stetter反应 221

3.13 Pictet-Spengler反应 225

3.14 偕双硼酸酯的应用及手性碳碳硼键的构建 225

3.15 小结 226

参考文献 227

第4章 羟醛缩合及烯丙基化等相关反应 238

4.1 引言 238

4.2 底物控制的羟醛缩合反应 240

4.2.1 羟醛缩合反应的立体化学 240

4.2.2 唑烷酮作为手性辅剂的羟醛缩合反应 241

4.2.3 吡咯烷化合物作为手性辅剂 244

4.2.4 Mukaiyama辅剂方法 244

4.2.5 酰基磺内酰胺体系作为手性辅剂 246

4.3 试剂控制的羟醛缩合反应 246

4.3.1 由手性硼化合物诱导的羟醛缩合 246

4.3.2 Corey试剂控制的反应 247

4.4 手性催化剂控制的不对称羟醛反应 249

4.4.1 Mukaiyama体系 249

4.4.2 手性二茂铁基膦-金(Ⅰ)络合物催化的不对称羟醛缩合反应 252

4.4.3 手性Lewis酸催化的不对称羟醛缩合反应 253

4.4.4 有机Lewis碱催化的烯醇体羟醛缩合反应 255

4.4.5 直接不对称羟醛缩合反应 256

4.5 双不对称羟醛缩合反应 264

4.6 不对称烯丙基化反应 265

4.6.1 Roush反应 266

4.6.2 Corey试剂用于不对称烯丙基化反应 273

4.6.3 烯丙基化试剂选例 274

4.6.4 催化的不对称烯丙基化反应 275

4.7 亚胺的不对称烯丙基化、烷基化及Mannich反应 282

4.8 水相的不对称羟醛缩合反应 292

4.9 还原性羟醛反应和醛/酮及亚胺的烯基化反应 294

4.10 插乙烯aldol反应和烯基氨化反应 299

4.11 不对称Henry反应 304

4.12 不对称Morita-Baylis-Hillman和Rauhut-Currier反应 309

4.13 小结 315

参考文献 315

第5章 不对称成环反应 325

5.1 传统的不对称Diels-Alder反应 326

5.1.1 丙烯酸酯类亲双烯体(Ⅰ型试剂) 326

5.1.2 α，β-不饱和酮类亲双烯体(Ⅱ型试剂) 328

5.1.3 手性α，β-不饱和N-酰基唑烷酮 329

5.1.4 手性烷氧基亚铵盐 330

5.1.5 手性双烯体参与的不对称Diels-Alder反应 332

5.2 手性Lewis/Br？nsted酸催化剂用于不对称D-A反应 333

5.2.1 Narasaka催化剂 334

5.2.2 手性镧系金属催化剂 335

5.2.3 双磺酰胺(Corey催化剂) 336

5.2.4 手性酰氧基硼烷催化剂 336

5.2.5 Br？nsted酸辅助的手性Lewis酸催化剂 337

5.2.6 双唑啉类催化剂 340

5.2.7 有机催化的不对称Diels-Alder反应 341

5.2.8 含季碳手性中心化合物的制备 343

5.3 杂Diels-Alder反应 346

5.3.1 氧杂D-A反应 347

5.3.2 氮杂D-A反应 353

5.4 分子内Diels-Alder反应 361

5.5 逆Diels-Alder反应 362

5.6 不对称[3+2]反应 364

5.6.1 底物控制及含金属催化剂催化的1，3-偶极体加成反应 364

5.6.2 有机催化的硝酮和缺电子烯烃反应 367

5.6.3 氮杂次甲基叶立德的1，3-偶极成环反应 369

5.6.4 金属与手性膦或双烯诱导的成环反应 372

5.6.5 醛醇缩合——不对称Prins环化反应 376

5.7 不对称环丙烷化反应 378

5.7.1 过渡金属络合物催化的不对称环丙烷化反应 380

5.7.2 不对称Simmons-Smith反应 384

5.7.3 有机分子催化的不对称环丙烷化反应 387

5.7.4 钯(Pd)、金(Au)等催化的环丙烷化反应 389

5.8 [2+2]环加成反应和Nazarov反应 392

5.9 不对称烯反应 398

5.10 不对称Pauson-Khand反应 404

5.11 分子间[4+3]环加成反应 405

5.12 小结 406

参考文献 407

第6章 烯烃的不对称氧化及官能团化反应 418

6.1 Sharpless不对称环氧化反应 418

6.1.1 Sharpless环氧化反应的特点 419

6.1.2 反应机理 420

6.1.3 Sharpless环氧化反应的改良 421

6.2 非官能化烯烃的环氧化反应 424

6.2.1 卟啉络合物催化下非官能化烯烃的不对称环氧化反应 425

6.2.2 salen络合物催化下非官能化烯烃的不对称环氧化反应 426

6.2.3 手性酮催化的非官能化烯烃的不对称环氧化反应 430

6.2.4 α，β-不饱和羰基化合物的不对称环氧化反应和过氧化反应 434

6.3 2，3-环氧醇和环氧化物的选择性开环 436

6.3.1 2，3-环氧醇的亲核试剂开环 436

6.3.2 内消旋环氧化合物的不对称去对称化作用 442

6.4 对称的二乙烯基甲醇的不对称环氧化反应 448

6.5 由醛生成手性环氧化物的反应 451

6.6 烯烃的对映选择性双羟基化反应 453

6.6.1 烯烃的不对称双羟基化反应 453

6.6.2 铱(Ir)催化的烯丙醇醚化反应不对称合成顺/反邻二醇 460

6.6.3 固载化的不对称双羟基化反应 461

6.7 不对称氨基羟基化反应 465

6.8 不对称硼胺化反应 470

6.9 不对称氢胺化反应 471

6.10 不对称双胺化反应 473

6.11 不对称双卤代反应及卤代内酯化反应 476

6.11.1 双卤代反应 476

6.11.2 卤代内酯化反应 479

6.11.3 烯烃的氮、氧杂成环反应 484

6.11.4 分子内烯烃的胺化