有機(jī)催化的對(duì)映選擇性Diels–Alder反應(yīng)

1、概述本文概述了非對(duì)稱(chēng)反應(yīng)歷史上的Diels - Alder反應(yīng)。Diels - Alder反應(yīng)是經(jīng) 濟(jì)性原子反應(yīng)最重要的反應(yīng)之一1出自由奧托博士 1928年發(fā)表的著名論文， 而且Diels - Alder反應(yīng)仍然是目前研究最多、利用最廣泛之一的反應(yīng)。這項(xiàng)調(diào) 查延續(xù)超過(guò)了 60年，它提供了各種各樣的不飽和體系以二烯烴以及親二烯體的詳 細(xì)信息以及可能的各種影響因素。Diels - Alder反應(yīng)也是最古老的有機(jī)轉(zhuǎn)換反應(yīng) 之一，作為手性助劑可獲得光學(xué)純化合物的快捷方式。第一個(gè)己烯框架有四個(gè) 連續(xù)立體衰減的過(guò)程，這是一個(gè)活躍的研究領(lǐng)域。一個(gè)取代環(huán)己烯的建設(shè)框架其 中的拆分方法在近代被恩德斯和同事通過(guò)三

2、重串聯(lián)反應(yīng)證實(shí)了，新方法已經(jīng)被其 他實(shí)驗(yàn)工作者進(jìn)一步應(yīng)用。除了 lewis酸的催化，通過(guò)文獻(xiàn)的閱覽對(duì)其他催化方法也有了大體上的了解。 幾種Diels - Alder反應(yīng)中表明有一個(gè)相當(dāng)大的比率增加水作為溶劑或含有氫鍵 的環(huán)境。Diels - Alder反應(yīng)合成的多功能性進(jìn)一步為發(fā)現(xiàn)生物催化方法提供運(yùn)輸 反應(yīng)創(chuàng)造了條件。在不含金屬的環(huán)境中，以適當(dāng)?shù)乃俣仍跍睾蜅l件下與選擇性適 當(dāng)?shù)漠a(chǎn)物反應(yīng)。在這種情況下，有機(jī)小分子作為有機(jī)催化劑是一個(gè)好的選擇酶，適 合有些更具體，更復(fù)雜的情況囹。有機(jī)催化在過(guò)去的十年的快速發(fā)展,已經(jīng)取得了 偉大的多樣化的成果。在這些過(guò)程有重要的醇醛縮合等反應(yīng)，傅克反應(yīng),曼尼希, 斯

3、特和亨利的反應(yīng)5,還有Diels - Alder環(huán)加成反應(yīng)。在已有的催化Diels - Alder 反應(yīng)中，一個(gè)單獨(dú)的有關(guān)專(zhuān)門(mén)有機(jī)催化方法，還沒(méi)有出現(xiàn)，比如有關(guān)多米諾和脯氨 酸在有機(jī)催化中反應(yīng)。目前更受到關(guān)注的是有機(jī)催化Diels - Alder環(huán)加的發(fā)展。有機(jī)合成中Diels-Alder反應(yīng)是生成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的化合物的典型方法之一，合 成復(fù)雜的大分子是這個(gè)世紀(jì)化學(xué)家熱點(diǎn)研究的話題6，并且是具有挑戰(zhàn)的項(xiàng)目。 Diels-Alder反應(yīng)能合成我們理想中具有立體選擇性的結(jié)構(gòu)復(fù)雜多環(huán)化合物，在 這個(gè)方面取得了矚目的成果。參考文獻(xiàn)陳小明.高對(duì)映選擇性有機(jī)催化的Gelsemine合成研究D.蘭州大學(xué), 20

4、15.王龍成.手性稀土配合物及稀土 Lewis酸催化的有機(jī)化反應(yīng)研究D.中國(guó) 科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所，2000.葉松.氮雜環(huán)卡賓催化對(duì)映選擇性烯酮環(huán)加成反應(yīng)C/中國(guó)化學(xué)會(huì)有機(jī)化 學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議圖文.2011.李新生，沈宗旋，張雅文.單環(huán)手性胍催化的對(duì)映選擇性Henry反應(yīng)有機(jī)化 學(xué)J.有機(jī)化學(xué)，2003.王黎明.有機(jī)催化劑脯氨酸、金雞納生物堿及其衍生物的設(shè)計(jì)合成及其在多 種不對(duì)稱(chēng)反應(yīng)中的應(yīng)用D.遼寧醫(yī)學(xué)院，2014.陳鴻章，王文峰，李俊篯.Diels-Alder反應(yīng)軌道作用情況研究J.化學(xué)學(xué) 報(bào)，2007，95（22）： 2577-2582.摘要：對(duì)映有機(jī)催化的不對(duì)稱(chēng)Diels - Alder反

5、應(yīng)提供了一種將光學(xué)活性的官能團(tuán) -環(huán)己烯進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成多種重要的有機(jī)化合物的簡(jiǎn)便和有效的途徑。各種有機(jī)小 分子如脯氨酸，咪唑啉酮，手性布朗斯特酸，胍，卡賓和金雞納生物堿的有機(jī)分 子可以用作不同的催化劑以誘導(dǎo)對(duì)映體選擇性反應(yīng)。本文綜述了不對(duì)稱(chēng)有機(jī)催化 Diels-Alder反應(yīng)的歷史的概述。關(guān)鍵詞：Diels - Alder反應(yīng)不對(duì)稱(chēng)催化環(huán)加成有機(jī)催化Abstract: Enantioselective organocatalytic asymmetric Diels-Alder reactions provide a facile and efficient route to optically

6、 active functionalized cyclohexenes, which can be further o a variety of important organic compounds. A variety of smallorganic molecules such as prolines, imidazolidinones, chiralBrnsted acids, guanidines, carbenes and Cinchona alkaloids can beused as different catalyst systems to induce enantiosel

7、ectivity in the reaction. This review provides an overview of the history of theasymmetric organocatalyzed Diels-Alder reaction.Keywords:Diels-Alder reactions asymmetric catalysis cycloadditionsorganocatalysis目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark23 o Current Document 手性有機(jī)Diels Alder反應(yīng)1 HYPERLINK l b

8、ookmark26 o Current Document 手性二胺2 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 主要手性胺3 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 卡賓雜環(huán)5 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 手性胍6 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 有機(jī)催化的Diels-Alder反應(yīng)12 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 總結(jié)12 HYPERLINK l

9、 bookmark4 o Current Document 參考文獻(xiàn)：14致謝191.手性有機(jī)Diels Alder反應(yīng)在最近的研究中，科學(xué)家提出了一個(gè)有關(guān)他們之前工作的想法1。這可以用 于最低軌道的激活，也可用于系統(tǒng)快速均衡，中間存在一個(gè)缺電子和相對(duì)電子的 狀態(tài)。考慮到這一點(diǎn)，他們?cè)O(shè)想醛的縮合催化劑可以讓亞胺以離子的形態(tài)充分激 活，而且可以與二烯反應(yīng)。因此，Diels - Alder環(huán)加成作用會(huì)使亞胺離子在水 解過(guò)程中提供環(huán)加成作用，在反應(yīng)中可以離開(kāi)這個(gè)催化劑重新進(jìn)入催化循環(huán)。下列的表格中的數(shù)據(jù)進(jìn)一步支持了該理論。RR1Yield (%)Ratio etido/exoee (%) endoM

10、eMe8514:161MeEt8925:190Men-Bu8322:192dMej-amyl8620:192Mei-Pr248:10n-PrEt8415:192j-PrEt786:190a Reaction performed without solvent亞胺在激活方面的效用是可以讓最低軌道催化外孤對(duì)協(xié)調(diào)囹，而反應(yīng)的機(jī)理 由麥克米倫的研究小組進(jìn)行拆分Diels - Alder反應(yīng)得到，它可以更快地與酮親二 烯體反應(yīng)。一系列對(duì)高氯酸鹽的研究說(shuō)明了合適的化合物產(chǎn)生的催化劑會(huì)更有 效率。NHCbzCOEtDieneProductYield Ratio ee(%) (%) endolexo enda

11、Reaction performed without solvent at -20 C.200:1200:1200;NHCbzCOEtDieneProductYield Ratio ee(%) (%) endolexo endaReaction performed without solvent at -20 C.200:1200:1200;200:1200:1反應(yīng)顯示高對(duì)映控制不同取代酮的同時(shí)，而甲基酮的異常只表現(xiàn)出中等水平 的反應(yīng)速率，由反應(yīng)產(chǎn)生的異丙基酮外消旋三種組合物的收率不高，原因可能 是空間上的結(jié)構(gòu)抑制亞胺形成。而無(wú)環(huán)的反應(yīng)一般可以獲得一系列烷基、烷氧基、氨基和共聚醚酮。8 (20

12、 8 (20 mol%)EtOH -30 C2.手性二胺判斷催化劑能否使混合物有更快的反應(yīng)速率，以此為標(biāo)準(zhǔn)提供篩選催化劑庫(kù) 組合方法的可能性。對(duì)Diels - Alder反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)研究表明亞胺離子的形成和水解化合物的反 應(yīng)快慢有關(guān)，第一步反應(yīng)的是碳鍵的形成，通過(guò)DFT計(jì)算方法證實(shí)了假設(shè)的 能量壁壘與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致?；钚灾虚g體有麥克米倫發(fā)現(xiàn)的催化劑和孤立的醛9以及X光晶體學(xué)的特征。 從獲得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)中可以推斷出有機(jī)催化的過(guò)程US。麥克米倫和同事也應(yīng)用最低分離軌道UH有機(jī)催化開(kāi)發(fā)出了第一個(gè)分子內(nèi) Diels - Alder反應(yīng)。這可以證明是對(duì)分子反應(yīng)范圍有效的催化【，而且與分子的 大小有一定的影響

13、。一般來(lái)說(shuō)，催化劑對(duì)于收率和選擇性13有一定的提升，與 前者相比，在一定程度上都可以在反應(yīng)中催化得到雙環(huán)化合物，它們具有較高的 效率和良好的選擇性Ml。新的有機(jī)催化方法的作用也應(yīng)用在海洋的全合成中15，合成時(shí)的代謝物可 以使植物性毒素中的嗎酮化合物分離出真菌。其合成只有6個(gè)步驟，總收率達(dá)到 15%的麥克米倫催化劑也被用于其他過(guò)程中，特別是在分子內(nèi)Diels - Alder反應(yīng)， 是針對(duì)特有的天然產(chǎn)物的合成。雅各布斯和同事克里斯坦采用這種方法合成16二環(huán)氨基乙醇，類(lèi)似這樣的 方法被他的同事使用，這種方法表現(xiàn)出較小的細(xì)胞毒性，比較溫和，尤其對(duì)P388 白血病小鼠細(xì)胞而言17。萘烷的中間體端粒酶，它

14、的抑制劑18的關(guān)鍵是最終合成產(chǎn)物UCS1025A 40 - 馬來(lái)酰亞胺，這種反應(yīng)方式為構(gòu)建系統(tǒng)體現(xiàn)出有機(jī)催化分子內(nèi)Diels - Alder反應(yīng) 可以用于合成核心提供了一種新的途徑。伯頓，福爾摩斯和同事使用咪唑烷酮ent-3a作為催化劑在分子內(nèi)Diels - Alder反應(yīng)中使用，飽和醛成功地包含作為了三環(huán)核心所有必要的功能，使之合成 的物質(zhì)是天然產(chǎn)品。3 .主要手性胺克爾制備的關(guān)鍵中間體endo-34(+)的合成物質(zhì)Q，是一種可以從陸地上獲得 生物堿。摩爾和同事利用藍(lán)綠色藻類(lèi)進(jìn)行有機(jī)催化后，發(fā)現(xiàn)雖然反應(yīng)產(chǎn)物有良好 的選擇性，但是化學(xué)計(jì)量數(shù)量的催化劑(40摩爾)所需的化學(xué)收率較低，產(chǎn)率相 對(duì)而

15、言也有一定程度上的下降。巴爾巴斯和同事報(bào)道了第一例有機(jī)催化是有關(guān)不對(duì)稱(chēng)多米諾反應(yīng)的非對(duì)映 選擇性，他們?cè)诓鸱諨iels - Alder反應(yīng)發(fā)現(xiàn)了可以取代斯皮羅的產(chǎn)物。在有甲醇 類(lèi)物質(zhì)的環(huán)境中反應(yīng)可以順利進(jìn)行，在10 mol %的比率中獲得手性5、5-三甲基 的產(chǎn)物。在其產(chǎn)物的中間體的合成過(guò)程中自然生成的產(chǎn)品和藥物具有較好的選擇性。這種反應(yīng)不單單可以獲得單一的非對(duì)映選擇體，它還具有良好的收益率和優(yōu) 秀的對(duì)映體過(guò)量的優(yōu)點(diǎn)，在一起反應(yīng)的合成中還可以降低相應(yīng)的縮醛的低收益率。咪唑烷酮被用作催化劑作用于中央四環(huán)的框架的形成，通過(guò)序列入手Diels -Alder反應(yīng)，它在一開(kāi)始的反應(yīng)步驟中所出現(xiàn)的叔丁基催

16、化劑會(huì)導(dǎo)致Diels - Alder環(huán)加成作用的多爾亞胺鹽在原位形成。在最近的有關(guān)研究中,后藤和同事報(bào) 道的拆分Diels - Alder反應(yīng)的醛，它的催化是在甲硅烷基醚酸性條件下進(jìn)行的。 在最適宜的反應(yīng)條件下,我們可以發(fā)現(xiàn)其酸性催化劑的存在起到了很大的作用， 它為Diels - Alder反應(yīng)提供高選擇性以及為外掛式異構(gòu)體芳香族化合物（取代基 脂肪族），取得了良好的收益率。這種物質(zhì)選擇性比麥克米倫和同事所發(fā)現(xiàn)的催化劑還要好，盡管10摩爾的 催化劑讓使用量不得不加大，但在催化劑加載中間體后可以減少2mol%，同時(shí) 提供類(lèi)似的收益率和選擇性。約翰森和同事報(bào)道第一例有機(jī)催化拆分Diels - Al

17、der反應(yīng)是在脂族醛和b之 間2。，比如說(shuō)酮酯催化。由此產(chǎn)生的高度功能化的環(huán)加成會(huì)得到優(yōu)秀非對(duì)映 選擇性，它的化學(xué)反應(yīng)由非手性烯胺與飽和酮酯22組成，而更早出現(xiàn)的報(bào)道是 施賴(lài)伯和邁耶斯通過(guò)描述了化學(xué)計(jì)量不對(duì)稱(chēng)環(huán)加成作用得到的?，F(xiàn)在有了更有效 的做法，相應(yīng)的手性烯胺23與醛生成手性氮雜戊環(huán)，這可以作為富電子烯烴進(jìn) 行的反應(yīng)，通過(guò)催化循環(huán)與enones得到最終產(chǎn)物。從實(shí)驗(yàn)中觀察到的相對(duì)立體化學(xué)的最終產(chǎn)品符合提出的過(guò)渡態(tài)模型24。電 子烯胺的屬性將決定了區(qū)域選擇性，而2,2-芳基取代基毗咯烷環(huán)將代替烯胺?？ㄙe雜環(huán)因此,2,2-芳基取代基的烯胺中間體誘發(fā)的烯烴可以穩(wěn)定25地在其中間體里 面的選擇片段。

18、約翰森和同事開(kāi)創(chuàng)性工作讓有機(jī)催化已經(jīng)被其他的實(shí)驗(yàn)研究者證 實(shí)了，它的確是一個(gè)重要的貢獻(xiàn)。同時(shí)報(bào)道的作為烯醇化醛和b之間的反應(yīng)催化 劑，a羰基膦酸酯在其中發(fā)揮了十分重大的作用。在最初的篩選條件下，這種物質(zhì)被發(fā)現(xiàn)，比起它本身的阻礙作用，更多的是 作為催化劑比其他的可以更好地體現(xiàn)對(duì)映體過(guò)量的價(jià)值26。為了研究這個(gè)反應(yīng) 在分子范圍的大小，一些烯醇化醛和手性羰基磷酸脂是在經(jīng)過(guò)了調(diào)整的條件下使 用。根據(jù)結(jié)果顯示,收集到的生成物得到了對(duì)映體過(guò)量值94%良好的收益率。但 是當(dāng)R2苯基過(guò)高時(shí)它導(dǎo)致反應(yīng)條件產(chǎn)生變化27和降低產(chǎn)率，同時(shí)產(chǎn)生一種新的 電子構(gòu)型，并且系統(tǒng)可能會(huì)受到影響?？ɡ锼购屯略诿枋鲞@個(gè)反應(yīng)時(shí)說(shuō)，

19、在這個(gè)反應(yīng)上面，飽和三氟甲基酮烯醇 化醛的結(jié)合4-氟苯酚作為催化劑使用會(huì)有更好的效果。手性胍這個(gè)反應(yīng)提供了一個(gè)實(shí)用的三氟甲基，它具有較高的非對(duì)映選擇性仍，在 溫和的條件下，它的化學(xué)收益率較好，而且根據(jù)有機(jī)催化的循環(huán)發(fā)現(xiàn)了另一種更 加高效的形成機(jī)制。在由朱爾報(bào)道的約翰森的實(shí)驗(yàn)中29，甲磺酰氯是其雙鍵的形成所必需的。同時(shí)，chen和同事們使用相同的胺作為與Diels - Alder反應(yīng)的一個(gè)具有高度立體 選擇性的催化劑3。優(yōu)秀的非對(duì)映的比率( 99:1)在優(yōu)化條件下有利于基質(zhì)的合 成，其實(shí)用性在研究過(guò)程中證明了半酰胺轉(zhuǎn)能夠化為有價(jià)值的化合物，包括高度 飽和取代的毗啶，四氫嘧啶和哌啶。同樣，這也催化

20、了它們之間的縮合。例如飽和醛，當(dāng)它含有10 mol %的苯甲 酸時(shí)，可以使得半酰胺s遷移的雙鍵產(chǎn)生的化合物能夠獲得良好的收益，良好的 選擇性以及獨(dú)家的線性反應(yīng)，結(jié)果可以生成一個(gè)有很好選擇性的雙鍵。結(jié)果半酰胺s原位上氧化負(fù)擔(dān)的內(nèi)酰胺的對(duì)映體過(guò)量了，擴(kuò)大的反應(yīng)有了類(lèi) 似的結(jié)果，其生成的產(chǎn)物選擇性相應(yīng)的也降低了。催化劑也可以形成光學(xué)藥用的合成物，通過(guò)Diels - Alder醛反應(yīng)的二酰亞胺 起到了輔助作用，這個(gè)反應(yīng)的環(huán)境是由水和10 mol %苯甲酸來(lái)組成的。在經(jīng)過(guò) 了重復(fù)實(shí)驗(yàn)后可以得到的結(jié)論是這種條件下的產(chǎn)物都具有良好的選擇性。手性仲胺不同于脯氨酸或咪唑烷酮衍生品31，它可以用作于有機(jī)催化，特

21、別是有關(guān)Diels - Alder反應(yīng)的有機(jī)催化。Bonini和同事開(kāi)發(fā)出一系列適用于甲醇 催化反應(yīng)之間的中間產(chǎn)物，如飽和醛環(huán)戊二烯。鹽酸和高氯酸鹽環(huán)境下的氮雜環(huán) 丙烷，經(jīng)測(cè)試后發(fā)現(xiàn)只有在相對(duì)溫和的中間體過(guò)度時(shí)反應(yīng)才會(huì)被實(shí)現(xiàn)。較低的對(duì)映體過(guò)量在合理化的反應(yīng)時(shí)是沒(méi)有氮雜環(huán)丙烷的，但是在催化過(guò)量 的鹽酸(5摩爾)或高氯酸(10 mol %)的環(huán)境下會(huì)有所改善。讓我們想不到的是在 有exo-4的情況下，反應(yīng)過(guò)程中會(huì)優(yōu)先獲得麥克米倫的催化劑的對(duì)映體。而勒梅和 奧美所發(fā)現(xiàn)的聯(lián)氨催化32 在同一反應(yīng)可以獲得更高的收益率和更好的選擇性。烷基和芳基取代基也會(huì)有類(lèi)似的效果33。在這種情況下的對(duì)映體反應(yīng)將會(huì) 得到

22、endo-4,在此反應(yīng)中的催化劑可以考慮作為麥克米倫的催化劑自旋光異構(gòu)體 endo-4的補(bǔ)充。對(duì)這種條件下所發(fā)生的反應(yīng)34進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整，它的化合物在溫和的環(huán) 境有更好的選擇性。從中可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)容易被忽略的細(xì)節(jié)，就是當(dāng)比例( EtOH金雞納生物堿的制備簡(jiǎn)單，它的可選擇性也促進(jìn)了其可以使用于各種有機(jī)反 應(yīng)，哪怕反應(yīng)中包含更復(fù)雜的雙官能團(tuán)。奎尼丁和蒽酮提供的第一個(gè)有關(guān)Diels -Alder不對(duì)稱(chēng)反應(yīng)，而在他之前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，有人提出了一個(gè)模型44, 在這個(gè)模型上添加羥基可以讓產(chǎn)物有更好的選擇性。根據(jù)這一模型，催化劑能夠 以兩種不同途徑來(lái)激活氫鍵，通過(guò)馬來(lái)酰亞胺形成離子對(duì)。在Diels -

23、 Alder反應(yīng) 之中冷凝得到催化劑45 導(dǎo)致中間產(chǎn)物可以循環(huán)進(jìn)入反應(yīng)，用來(lái)合成產(chǎn)物的關(guān)鍵 中間體，合成它主要是作為一種神經(jīng)遞質(zhì)P拮抗劑來(lái)使用。在查閱了大量的文獻(xiàn) 資料后，不難發(fā)現(xiàn)在相關(guān)的Diels - Alder反應(yīng)中，飽和羰基衍生品如金雞納生物 堿可以提供更好的催化效率，金雞納生物堿在這個(gè)方案中可以使飽和甲基的酮化 物收益率46比較高。我們還可以得到一個(gè)結(jié)論，那就是使用雙功能催化劑控制的 產(chǎn)物它們的endo /掛式選擇性可能會(huì)更高一些。n因此,Diels - Alder反應(yīng)中凝結(jié)的催化劑，被發(fā)現(xiàn)可以作用于endo的選擇性， 而且還會(huì)使其優(yōu)先生成想得到的加合物。由于相反的手性對(duì)奎寧發(fā)現(xiàn)的催化

24、劑的 誘導(dǎo)選擇性會(huì)產(chǎn)生影響，可以通過(guò)四個(gè)可能途徑生成立體異構(gòu)體I。1988年貝 爾納迪，里奇以及他們的同事開(kāi)發(fā)了一個(gè)之前沒(méi)有的有機(jī)催化，是關(guān)于不對(duì)稱(chēng) Diels - Alder反應(yīng)之間的，馬來(lái)酰亞胺可以提供一個(gè)直接的途徑進(jìn)行再旋光，反 應(yīng)途徑是由雙功能催化的酸決定的。在它進(jìn)行了與醍類(lèi)親二烯體的催化后，在二 元相互作用下基本一半二烯催化劑和硫脲的親二烯體功能49被調(diào)用，而且反應(yīng) 的可行性增強(qiáng)。根據(jù)這一假說(shuō)提出的模型可以解釋為什么觀察到的選擇性50產(chǎn) 生變化，同時(shí)提出了一個(gè)類(lèi)似的模型來(lái)證實(shí)醍類(lèi)之間的環(huán)加成作用。該模型也從側(cè)面證實(shí)ectka和同事發(fā)現(xiàn)的有機(jī)催化Diels - Alder反應(yīng)，其中 烯

25、酮烯醇化物之間的反應(yīng)說(shuō)明了相應(yīng)的酰氯化物和鄰醍是在原位51生成的。催 化之后的產(chǎn)物可以取得了較優(yōu)的選擇性，被用作基質(zhì)時(shí)這種原理可以擴(kuò)展到其他 醍類(lèi)的反應(yīng)，但沒(méi)有那么好的選擇性。相同的催化方式可以應(yīng)用于環(huán)加成作用， 尤其是乙烯酮烯醇化物，與其作用得到的產(chǎn)物會(huì)有很好的選擇性。同樣地，在 Diels - Alder環(huán)加成反應(yīng)中，鄰醍、甲硅烷基乙烯酮縮醛如果使用手性金雞納向 生物堿衍生的氟化銨作為催化劑也會(huì)有較好的效率。實(shí)際上，反應(yīng)在一個(gè)兩步的 過(guò)程中添加乙烯酮縮醛原位形成的雙鍵會(huì)使反應(yīng)的發(fā)生變得簡(jiǎn)單起來(lái)。在第二步 反應(yīng)過(guò)程中，分子內(nèi)的親核產(chǎn)生的羰基是衍生品之一。這種分步驟反應(yīng)的機(jī)制使 Diels -

26、 Alder反應(yīng)能夠良好有序的進(jìn)行。它們作為優(yōu)秀的有機(jī)催化劑可以應(yīng)用于 各種反應(yīng)，包括拆分芳基醛分子間與分子內(nèi)醛酮苯的不良反應(yīng)。波德和同事發(fā)現(xiàn) 的第一例Diels - Alder反應(yīng)之間的雜環(huán)卡賓催化，這個(gè)反應(yīng)表明了脂肪基質(zhì)也 可以作為有機(jī)催化的催化劑使用。收益率從低到高變化十分明顯，而對(duì)映體過(guò)量 的值閔在所有情況下觀察的都接近 99%。反應(yīng)物比例的變化也說(shuō)明了一定的規(guī) 律，從而解釋了對(duì)映選擇性為什么會(huì)異常。假定立體化學(xué)模型其中的一個(gè)過(guò)渡態(tài) 可以讓系統(tǒng)中的親二烯體的活性更好，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和先前的查閱的催化周期很好證 實(shí)了這一點(diǎn)。這種方法應(yīng)用在環(huán)加成上更有利于Diels - Alder反應(yīng)在有機(jī)催化

27、上 的作用邸。原位生成的三乙胺可以擁有良好的效果，各種芳香族和脂肪族就像針對(duì)某種 反應(yīng)的專(zhuān)一的中間體，在特定的情況下可以使產(chǎn)品是獲得良好的產(chǎn)量和優(yōu)秀的選 擇性。從立體選擇形成的角度提出了氧化還原反應(yīng)的烯醇化物結(jié)合中間體更加適 用于一個(gè)endo環(huán)加成作用【55。盡管潛在的手性有機(jī)胍和有機(jī)催化的lewis酸被證明在一些反應(yīng)中有一些特殊的 作用，其中包括特克反應(yīng)，亨利反應(yīng)，環(huán)氧化作用，共軛加成反應(yīng)。tan和同事利用手性雙環(huán)胍作為催化劑促進(jìn)Diels - Alder反應(yīng)生成的馬來(lái)酰 亞胺進(jìn)行了多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。這被發(fā)現(xiàn)在一定的條件下它的確是很好的催化劑，而 馬來(lái)酰亞胺也會(huì)有好的收益率56。這種反應(yīng)也可以廣

28、泛地應(yīng)用，從而導(dǎo)致相應(yīng) 的環(huán)加成物更容易轉(zhuǎn)化成衍生品。這些中間體都被認(rèn)為是有價(jià)值的催化劑，尤其 在溫和條件下有利于氧化有機(jī)化合物的合成。有機(jī)催化的Diels - Alder反應(yīng)近年來(lái)，有機(jī)小分子能夠形成氫鍵的性質(zhì)已經(jīng)使它們成為有用的工具，尤其 在不對(duì)稱(chēng)有機(jī)催化中。這一類(lèi)的有機(jī)小分子如手性硫脲，和二醇等等。手性lewis 酸已被經(jīng)常使用在不對(duì)稱(chēng)催化中，有關(guān)于小分子的的使用成為一個(gè)快速增長(zhǎng)的領(lǐng) 域57。在第一次發(fā)現(xiàn)的報(bào)道中，手性磷酸胺已成為一個(gè)強(qiáng)大的亞胺類(lèi)有機(jī)催化 劑被用于活化相關(guān)官能團(tuán)等各種物質(zhì)。gong和同事發(fā)現(xiàn)第一個(gè)手性lewis酸催化 不對(duì)稱(chēng)的例子是亞胺之間的反應(yīng)由原位生成相應(yīng)的醛。手性磷

29、酸胺反應(yīng)促進(jìn)了一 系列不同取代芳香醛亞胺在產(chǎn)物上獲得較好的收益率。在一般情況下都可以得到 了良好的非對(duì)映比率，而endo異構(gòu)體是產(chǎn)物中主要的成分，使產(chǎn)物具有良好的 好選擇性也得以實(shí)現(xiàn)。為了解釋觀察到的反應(yīng)現(xiàn)象，初步假設(shè)亞胺是通過(guò)質(zhì)子化 作用的激活，以及反應(yīng)產(chǎn)生的活性中間體有良好的選擇性。同時(shí)，agiyama和同事發(fā)現(xiàn)，在lewis酸的條件下，Diels - Alder反應(yīng)中的醛 亞胺與它的的衍生品據(jù)收益率高，并且具有良好的選擇性。在優(yōu)化反應(yīng)條件后， 被廣泛用于醛亞胺和芳香醛的反應(yīng)，它的產(chǎn)物易得而且產(chǎn)品易得到高收益率。脂 肪族的醛亞胺，也會(huì)在相應(yīng)的環(huán)加成中得到可觀的收益率。催化劑的實(shí)用性和適用性

30、證明了它可以適用于更加廣泛的反應(yīng)。并且在這一 類(lèi)的反應(yīng)中獲得的數(shù)據(jù)顯示其效益率分別為95%和94%?？偨Y(jié)可以推測(cè)的是羥基的存在會(huì)使基團(tuán)中的一部分有較好的選擇性，這個(gè)在進(jìn)行 亞胺的反應(yīng)時(shí)已經(jīng)被證實(shí)過(guò)了。在這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上假設(shè)這個(gè)過(guò)程是通過(guò)九次循 環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而在它的過(guò)渡態(tài)中，磷酰氧以原子形式存在，氫鍵與羥基的氫原子可 以相互作用，在這些條件下的親核試劑會(huì)優(yōu)先反應(yīng)叩。通過(guò)使用二烯和催化劑以及哌啶酮，其反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的活性化合物（生物 堿等）可以證實(shí)上面的說(shuō)法。Re attack高貝爾和同事發(fā)現(xiàn)的離子與二烯之間的環(huán)加成反應(yīng)中，這種反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致其反 應(yīng)的混合物獲得更好的選擇性。據(jù)報(bào)道在促進(jìn)反應(yīng)時(shí)溫和的條件

31、會(huì)使得化學(xué)產(chǎn)量 較高，而且對(duì)映體比率會(huì)上升。這個(gè)反應(yīng)似乎可以生成一個(gè)形成氫鍵活化使分子 內(nèi)互動(dòng)的羰基增強(qiáng)的催化劑。查閱文獻(xiàn)證實(shí)，在不對(duì)稱(chēng)反應(yīng)中這樣的合作方式的 催化的效果更加被看好。這些結(jié)果證實(shí)了使用催化劑會(huì)導(dǎo)致得到的產(chǎn)物有更高的產(chǎn)量和良好的選擇 性。對(duì)其產(chǎn)物的x射線結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，一個(gè)復(fù)雜的苯甲醛其分子內(nèi)存在 兩個(gè)羥基和羰基，以及分子間的氫鍵。Diels - Alder反應(yīng)一直以來(lái)在有機(jī)合成中 的地位十分重要。眾多Diels - Alder反應(yīng)的化合物及其衍生物的合成應(yīng)用使得其 可以生成高度功能化的環(huán)狀化合物。Diels-Alder反應(yīng)是一類(lèi)經(jīng)典的有機(jī)反應(yīng)， 其加成產(chǎn)物及其衍生物在合成

32、中的應(yīng)用非常廣泛，因此，該環(huán)加成反應(yīng)在有機(jī)合 成領(lǐng)域中的占有舉足輕重的地位。Diels-Alder反應(yīng)的不對(duì)稱(chēng)催化為手性藥物以及 天然產(chǎn)物的合成提供了簡(jiǎn)便的途徑。不對(duì)稱(chēng)催化的途徑主要有手性輔劑，路易斯 酸催化和有機(jī)催化，其中以有機(jī)催化的發(fā)展最為迅速。由于有機(jī)小分子廉價(jià)易得， 反應(yīng)溫和，操作簡(jiǎn)便且收率和選擇性都很高，有機(jī)催化的Diels-Alder反應(yīng)正成 為一種解決合成問(wèn)題既經(jīng)濟(jì)實(shí)用又簡(jiǎn)單高效的新途徑。參考文獻(xiàn)：Ramachary, D. B.; Chowdari, N. S.; Barbas, C. F. III Angew.Chem. Int. Ed. 2003, 42, 4233.For

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