《表1 反应条件的优化:手性联萘酚聚合物在不对称环氧化反应中的应用》

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《手性联萘酚聚合物在不对称环氧化反应中的应用》


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首先合成了聚[(S)-3-丙烯酰胺基-2,2'-二羟基-1,1'联二萘](poly-1)[11].随后使用查尔酮作为底物,用过氧化氢异丙苯作为氧化剂,对α,β-不饱和芳基酮的不对称环氧化反应进行了反应条件探索.如表1所示,考察了溶剂种类、反应温度、配体及二乙基锌的相对用量对该不对称环氧化反应的影响.由表1可以看出,不同的溶剂对不对称反应有不同的结果,其中四氢呋喃作为溶剂时反应结果最好(表1,Entries 1~4).在其他反应条件相同时,四氢呋喃作为溶剂时得到的产物ee值为60%,产率为92%.这可能是由于四氢呋喃能够促进配体与锌试剂的配位,从而提高催化剂对映选择性.不同的反应温度对催化效果也有不同的影响,反应温度越低,产物的对映选择性越好(表1,Entries 2,5~7).但将温度降低至零度以下后,反应的ee值提升并不是很大但产率急剧下降.因此,将温度设置在零度继续对反应进行优化.配体poly-1与二乙基锌的配比同样对反应结果影响很大(表1,Entries 2,8~10),氧化产物的ee值随着poly-1/Zn配比的增加有个先升高后下降的过程;当poly-1/Zn的配比为1∶1.4时,反应产率高达95%,但此时ee值却仅仅为60%;而当poly-1/Zn的配比为1∶1.2时,产率与ee值都相对较好,因此选择合适的poly-1/Zn的配比为1∶1.2.然后,将聚合物的用量的从5 mol%增至15mol%,产率由70%增至88%(Entries 5,11~12).与此同时,反应的对映选择性有一个先上升后降低的过程.最后考察二乙基锌与poly-1在催化过程中所起的作用.当二乙基锌的用量为12 mol%,poly-1的用量为0时,氧化产物外消旋,说明poly-1在不对称催化中对对映选择性起着重要作用.当二乙基锌的用量为0,而poly-1的用量为10 mol%时,反应无环氧化产物,说明在催化过程中二乙基锌是必须的.因此我们用异丙醇镧和三乙基铝代替二乙基锌催化该反应,发现不管有无poly-1,环氧产物都外消旋(表1,Entries 13~17)[8],因此我们认为二乙基锌是Lewis酸,活化了不饱和酮,但同时该不对称催化也需要合适的Lewis酸.综合考虑上述因素,最终选定的最优条件为,poly-1(10 mol%),Et2Zn(12 mol%),过氧化氢异丙苯(CMHP)氧化剂(1.1 equiv.),反应温度为0℃,溶剂为四氢呋喃.