脯氨酸催化不对称羟醛缩合反应机理研究进展

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1、万方数据2006年第26卷第1l期．1463～1467有机化学Ch沁scJoumaloforganicCheIllis时、，01．26．2006No．11．1463～1467·综述与进展·脯氨酸催化不对称羟醛缩合反应机理研究进展樊建芬籼口孙云鹏口肖鹤鸣6(4苏州大学化学化工学院江苏省有机合成重点实验室苏州215123)(6南京理工大学化工学院南京210094)摘要脯氨酸催化不对称直接羟醛缩合反应是近年来不对称合成研究的热点．综述并讨论了分子内和分子间不对称直接羟醛缩合的反应机理及其微观过程．关键

2、词脯氨酸；不对称直接羟醛缩合；反应机理ProgressintheStudyOntheReaCtionMeChaniSmsofPrOI．ne·CataIyzedASymmetnCDireCtAIdOIReaCtiOnSFAN，JiaIl—Fen木4suN，Yun-Pen旷ⅪAo，He—Min矿(4脚动的m幻删D，Drgn，l把JS咖咖es括D，螂HPrDv加卯，砌“缈D，C抛m妇的口，ldC％m‘∞Z肠gfnPe—n&鼠zlllD“踟f比瑙毋，鼽z

3、llDH2J卯23)(6而c“缈万∞册i∞f勘g

4、j，leP一帽，№，{，咖踟i坩糟妙D，＆f们cP口蒯乳c_flnDlD∥，Ⅳ口哪咖2jDD舛)AbstractAsymmetricdirectaldolreactionjsoneof廿1ecen臼mstIldyissuesillnle6eldofasymme喇csynⅡlesis．IIltllisreView，reactionInech姐ismsofproline—catalyzedin昀．-锄dinte卜molecular嬲ymmetricaldolreactionsarepresent甜a

5、nddiscussed．Keywordspmlirle；asymmetricd洳ectaldolreaction；reactionmecharIism发展催化对映选择反应是有机合成领域最具挑战的工作，羟醛缩合(ald01)是合成C—C键的重要反应之_』¨，醛(酮)采用不对称加成，能有效地合成某一对映体过量的加成物，获得光学活性产物，如伊羟基醛(酮)、a房不饱和羰基化合物和l，2．二醇等有机化合物【2】．不对称aldol反应具有立体选择性(Pe)高、反应操作简洁、产率高及经济性等优点【3】，深入研

6、究其微观机理对于新型合成反应的设计和应用具有重要理论意义和实用价值．脯氨酸是不对称合成反应中最常用的催化剂[4．卯，其分子中既有羧基又有氨基，反应中生成的亚胺或烯胺中间体结构较为稳定，反应条件易于控制，因此，在不对称羟醛缩合反应中应用广泛．本文将主要讨论脯氨酸催化的分子内和分子间不对称直接alI幻l反应的反应机+E—man：j伍蛐9802@siIl乱comReceivedJl

7、1y18，2005；revisedJ趾uary26，2006；acce删Mardl3，2006江苏省有机合成重点实验室开

8、放课题(No．JsKOlo)资助项目．理及其微观过程．从相关的文献报道来看，有关分子内羟醛缩合反应的微观机理有四种不同的观点，主要区别在于形成的中间体和过渡态的结构不同．分子间羟醛缩合反应的微观机理，普遍认为是List等提出的烯胺中间体机理【5’6】，量子化学研究在微观层次上对此进行了补充和完善．1分子内羟醛缩合反应机理三酮1的分子内环化反应曾被广泛研究‘7~101．三酮分子1在孓脯氨酸(2)的催化作用下首先环合形成中间体s，孓3，进而脱去水分子形成a猡．不饱和羰基化合物孓4，反应过程如Sche

9、me1所示‘1卜131．有关这一反应的微观机理存在争议，焦点在于中间万方数据有机化学、，01．26．2006体s，孓3的形成机理，先后有四种不同的观点．70年代初，Hajos和ParIish最先提出了两种可能的反应机理【14'151，即Scheme2所示的甲醇胺机理和Scheme3中TS2所示的烯胺机理．甲醇胺机理认为s一脯氨酸(2)中吡咯烷环上的N原子首先亲核进行三酮分子1中五元环上的羰基碳，形成甲醇胺中间体5，进而发生分子内重排，经过渡态TSl脱去脯氨酸形成s，s一3中间体．他们提出的烯胺机

10、理认为S．脯氨酸的N原子首先亲核进攻三酮分子端位羰基碳，经脱水形成烯胺中间体6，6中端位烯碳原子再亲核进攻三酮五元环上的羰基碳形成C—C键，经过渡态TS2得到中间体S，娶3．显然，该烯胺机理涉及水分子．Hajos【l州采用180标记的H20分子进行试验，结果发现产物分子中并不含墙O原子，由此倾向于支持甲醇胺机理．后来List等[117】重复了该实验，通过仔细控制实验条件，得到的实验结果完全相反，即产物中有超过99％的180原子。并由此否定了甲醇胺机理．CarbinOIamjneintermedj